Wasserstoff als Energiequelle – Chancen und Herausforderungen
Wasserstoff ist eine alternative Energiequelle für den Straßen-, Bahn- und Lkw-Verkehr. Es kann entweder als Brennstoff für eine Brennstoffzelle oder als Kraftstoff für einen Wasserstoffmotor verwendet werden. Während einige Vorteile wie kürzere Tankvorgänge auf Langstrecken hervorgehoben werden, gibt es auch Herausforderungen wie den geringen Wirkungsgrad des Antriebs und die Verfügbarkeit und Kosten von “grünem” Wasserstoff.
Prognose des Fraunhofer-Instituts zu den Wasserstoffkosten
Eine Studie des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung hat nun gezeigt, dass es für Brennstoffzellen-Pkw in Zukunft keinen billigen Wasserstoff geben wird. Das Institut rechnet mit Preisen für Wasserstoff im Jahr 2045, die seine Nutzung als Kraftstoff unwirtschaftlich machen werden. Die Gründe für die hohen Kosten sind eine geringe Preiselastizität und die alternativlose Nachfrage der Stahlindustrie und der Grundstoffchemie.
EXKURS: Wasserstoff wurde erstmals im Jahre 1766 von dem schottischen Chemiker Henry Cavendish entdeckt. Cavendish war einer der bedeutendsten Chemiker und Physiker seiner Zeit und hat durch seine Forschungen maßgeblich zur Entwicklung der modernen Chemie beigetragen.
Wasserstoff war in den ersten Jahren seiner Entdeckung vorrangig ein interessantes chemisches Element, das in der Forschung verwendet wurde. Im 19. Jahrhundert setzte sich Wasserstoff dann jedoch auch als Ballastgas bei Luftschiffen durch und wurde zur Beleuchtung von Gebäuden und Straßen eingesetzt.
In den späten 19. und frühen 20. Jahren begann man Wasserstoff als Energiequelle für Dampfturbinen und Brennstoffzellen zu erforschen. Diese Forschungen führten schließlich zur Entwicklung von Brennstoffzellen, die heute in vielen Anwendungen eingesetzt werden, einschließlich der Raumfahrt, des Transportsektors und der Energieerzeugung.
In den letzten Jahrzehnten hat sich Wasserstoff als Brennstoff für Autos und Lastwagen immer mehr etabliert. Wasserstoff hat dabei einige Vorteile, wie eine lange Reichweite und eine kurze Tankzeit. Allerdings ist die Verfügbarkeit von Wasserstoff als Brennstoff noch begrenzt und die Kosten sind im Vergleich zu anderen Brennstoffen hoch.
Alternativen zu Wasserstoff
Für den Straßen- und Güterverkehr gibt es Alternativen zu Wasserstoff, wie z.B. elektrische Energie, die direkt für einen batterieelektrischen Antrieb genutzt werden kann und einen höheren Gesamtwirkungsgrad hat. Auch für den Gebäudesektor gibt es Alternativen, da Wasserstoff als Erdgasersatz teurer bleiben wird als Strom für Wärmepumpen.
Kosten für Wasserstoffproduktion
Die Studie des Fraunhofer-Instituts rechnet dauerhaft mit Wasserstoffkosten oberhalb von 90 Euro je Megawattstunde. Ein Preis unterhalb von 50 Euro würde die Nachfrage stark ausweiten, aber dies gilt als unwahrscheinlich. Produktionskosten unter 90 Euro seien auch an den günstigsten Standorten der Welt kaum realisierbar und es müssen noch Kosten für Transport, Kapital, Vertrieb und Forschung hinzugerechnet werden. Daher ist eine größere Förderung von Wasserstoff im landgebundenen Verkehr, in der Gebäudewirtschaft und in Teilen der Industrie dringend erforderlich. Auch die politische Unterstützung für Wasserstoffprojekte spielt eine entscheidende Rolle, um den Übergang zu einer nachhaltigen Energieversorgung zu erleichtern. Es ist jedoch klar, dass es eine lange Zeit dauern wird, bis die Kosten für die Wasserstoffproduktion auf ein Niveau fallen, bei dem sie für eine breite Anwendung erschwinglich sind. Bis dahin müssen die Kosten durch staatliche Förderungen und politische Unterstützung gedämpft werden.
Die Herausforderungen für bezahlbare Energiequellen bleiben, denn auch die Mobilität verändert sich. In meinen Seminaren ist Wasserstoff immer wieder grosses Thema, insbesondere beim DEKRA Seminar für den Berater für Elektromobiliät und alternative Antriebe.
Die Vor – und Nachteile von Wasserstoff als Energiequelle:
VORTEILE:
- Umweltfreundlichkeit: Wasserstoff ist eine saubere Energiequelle, die bei der Nutzung keine schädlichen Emissionen produziert. Es muss aber mit regenerativen Energiequellen hergestellt werden.
- Energieeffizienz: Wasserstoff kann in Brennstoffzellen genutzt werden, die einen höheren Wirkungsgrad als herkömmliche Brennstoffzellen aufweisen können
- Unabhängigkeit: Wasserstoff kann aus verschiedenen Quellen gewonnen werden, einschließlich regenerativer Energiequellen wie Sonnen- und Windkraft, was zu einer größeren Energieunabhängigkeit beiträgt.
NACHTEILE:
- Preis: Die Preise für Wasserstoff sind im Vergleich zu anderen Energiequellen hoch und können auch langfristig zu hoch bleiben.
- Verfügbarkeit: Es gibt eine begrenzte Verfügbarkeit von Wasserstoff, und die Herstellung aus regenerativen Quellen kann teuer sein.
- Speicherung und Transport: Es gibt Herausforderungen bei der Speicherung und dem Transport von Wasserstoff, die gelöst werden müssen, bevor es eine weit verbreitete Nutzung geben kann.
