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  • Bis zu 15 Prozent lassen sich die Produktionskosten für Wasserstoff senken. Bild: Coop

Hochschule Luzern powert Wasserstoff

Strom aus Wasserstoff kann Lastwagen und Autos antreiben. Er kann aber auch überschüssigen Photovoltakik-Strom vom Sommer für den Winter speichern. So liefert er einen wichtigen Beitrag an eine klimafreundlichere Energieversorgung. Der Haken: Dafür muss der Wasserstoff ohne CO2 hergestellt werden, und das ist im Moment noch teuer. Gemeinsam mit Forscherinnen und Forschern des EU-Projekts QualyGridS zeigt die Hochschule Luzern auf, dass sich die Kosten deutlich senken lassen.

Wasserstoff wird als Energieträger an Bedeutung zunehmen, vor allem in der Industrie und zum Antrieb von Lastwagen oder Privatautos. Sein Vorteil: Er kann gut gespeichert werden. Wasserstoff-Autos fahren deshalb emissionsfrei und ohne grosse Batterie. Um aus Wasserstoff Energie zu gewinnen, braucht es nur eine Brennstoffzelle, Wasserstoff und Luft. Der Nachteil: Noch sind die Produktionskosten für Wasserstoff hoch und für Autos ist das Tankstellennetz dünn.

«Es ist nur noch eine Frage der Zeit, bis sich das ändert. In der Schweiz sind grössere Offensiven dafür bereits in Vorbereitung», sagt Christoph Imboden, Dozent für Energiewirtschaft an der Hochschule Luzern. Er war am EU-Projekt QualyGridS beteiligt, dessen Ziel es war, die Kosten für eine klimafreundliche Wasserstofferzeugung zu senken. Es hat sich gezeigt: Wasserstoff kann um bis zu 15 Prozent günstiger hergestellt werden.

Herstellung muss umweltfreundlich sein

In reiner Form kommt Wasserstoff auf der Erde nur in Spuren vor. Das bedeutet, er muss aufbereitet werden. Die umweltfreundlichste Herstellungsmöglichkeit ist die Wasserelektrolyse mit Hilfe eines Wasserelektrolyseurs. Bei der Wasserelektrolyse wird Wasser mit Hilfe von elektrischem Strom in Sauerstoff (O2) und Wasserstoff (H2) zerlegt. Das Problem liegt nun beim Wirkungsgrad: Bei der Herstellung entsteht Abwärme, die sich nicht immer gut nutzen lässt. Dieser Verlust, kombiniert mit hohen Preisen für Strom aus erneuerbaren Quellen, macht klimafreundlichen Wasserstoff zum jetzigen Zeitpunkt vergleichsweise teuer. Deshalb untersuchte das EU-Projekt QualyGrids mit elf Partnern unter Beteiligung von acht Ländern eine vielversprechende Möglichkeit die Kosten zu senken.

Das Stromnetz stabilisieren

Elektrolyseure haben einen grossen Vorteil: Sie können sehr schnell hochgefahren oder gedrosselt werden. Sie eignen sich somit bestens, um bei einer Über- oder Unterproduktion von Strom kurzfristig das Netz zu stabilisieren. Damit Wasserektrolyseure diese geldwerte Dienstleistung erbringen und so die Kosten der Wasserstoffproduktion reduzieren können, müssen sie so genannte Präqualifikationstests bestehen. Diese Tests zu standardisieren und damit die Zulassung zu vereinfachen und zu beschleunigen, war das Ziel des Projekts QualyGrids.

Datengrundlagen für Berechnungen schaffen

Die Expertinnen und Experten des Instituts für Innovation und Technologiemanagement der Hochschule Luzern analysierten innerhalb des Projektes, welchen wirtschaftlichen Mehrwert diese Dienstleistung bringt. Eine erste Schwierigkeit bestand darin, dass es für die wichtigste Voraussetzung der Berechung keine Daten gab: Der Wert der Dienstleistung musste für die verschiedenen Netzbetreiber in Europa zuerst zusammengetragen werden. Um realistische Berechnungen anzustellen, arbeiteten die Experten mit realen Betriebskonzepten und bezogen die Situation in verschiedenen europäischen Ländern mit ein. So konnten sie nachweisen, dass der Einsatz von Wasserelektrolyseuren zur Stabilisierung des Stromnetzes die Herstellkosten von Wasserstoff um bis zu 15 Prozent reduziert. Damit wird der Schritt zu einer breiten Einführung der Wassserstofftechnologie deutlich erleichtert. (pd./red.)

Weitere Informationen zum Projekt

Imboden, Christoph; Klemenz, Valerian & Mbavarira, Tanaka Mandy (2020). Offering water electrolysers’ flexibility to European grid service markets. Proceedings of 3rd Grid Service Markets Symposium 2019, 2020, 95-105. https://zenodo.org/record/3355399#.Xt5WwGozbOR

https://www.hslu.ch/de-ch/hochschule-luzern/ueber-uns/medien/medienmitteilungen/2020/06/17/wasserstoff-statt-benzin/

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