Mit Wasserstoff in die Zukunft
Wasserstoff – Das Schlagwort der Stunde, die Lösung aller unserer Klima-Probleme. Wirklich? Bis zur Klimaneutralität müssen noch viele Anstrengungen unternommen werden. In erster Linie muss die Freisetzung von CO2 aus der Nutzung von fossilen Brennstoffen unterbunden werden. Die grossen Herausforderungen sind die Mobilität und die Verfügbarkeit von erneuerbaren Energien, insbesondere von elektrischem Strom aus Photovoltaikanlagen im Winter. Auch Wasserstoff wird eine massgebliche Rolle spielen.
Möglichst bald sollen keine fossilen Brennstoffe mehr verbrannt werden. Eine Zukunft, welche auf erneuerbare Energien baut, ist möglich. Die Herausforderung dabei ist die saisonale Schwankung ihrer Verfügbarkeit. Eine der Lösungen dafür ist grüner Wasserstoff als saisonaler Speicher von grünem Strom. Dieser kann in vielfältiger Weise eingesetzt werden: in der Mobilität, in Immobilien, in der Industrie, etc.
Herstellung
Elektrische Energie aus Sonne und Wind fällt sehr ungleichmässig an. Manchmal wird mehr erzeugt als gebraucht wird, manchmal weniger. In Zeiten mit überschüssigem grünem Strom kann dieser dazu verwendet werden, um per Elektrolyse aus Wasser Wasserstoff (und Sauerstoff) zu gewinnen. Weitere Erzeugungsmethoden wie die Pyrolyse von Erdgas zu Kohle und Wasserstoff oder die Reformierung von Erdgas mit Dampf sind nicht zielführend, selbst wenn das entstandene CO2 eingefangen und in grosser Tiefen im Boden gespeichert würde. Dies weil Erdgas in der Zukunft nicht mehr für die Energieversorgung genutzt werden sollte, sondern ausschliesslich in der chemischen Industrie.
Wärme- und Brauchwarmwassererzeugung
Wasserstoff kann auf zwei Wege zur Erzeugung von Heizwärme und Brauchwarmwasser eingesetzt werden: in der normalen und in der sogenannten kalten Verbrennung. Von kalter Verbrennung spricht man bei der elektrochemischen Reaktion der beiden Elemente Sauerstoff und Wasserstoff in einer Brennstoffzelle. Neue Heizkesselanlagen oder Blockheizkraftwerke können bis zu 100 Prozent Wasserstoff verbrennen. Je nach Bedarf kann so rein thermische als auch thermische und elektrische Energie erzeugt werden.
Schlüsselfertige Lösungen liegen schon für Ein- und Zweifamilienhäuser vor. Eine autarke Energieversorgung ist hier möglich. Bei grösseren Liegenschaften ist die eigene Versorgung mit Strom und Wärme eher unrealistisch. Hier muss zumindest Strom zugekauft werden, weil in der Regel zu wenig Fläche für eine Photovoltaikanlage in Relation zur Energiebezugsfläche vorhanden ist. Aber ein hoher Selbstversorgungsgrad ist möglich.
Andere Wege der Versorgung werden angedacht und nach und nach ausgebaut, beispielsweise die zentrale oder grossdezentrale Erzeugung von Wasserstoff inkl. Lagerung und Transport. Der Nutzer bezieht dann den Brennstoff wie gehabt aus der Gasleitung.
Mobilität
Aufgrund der hohen gravimetrischen Energiedichte (Energie pro Masse) von Wasserstoff ist er ideal für Fahrzeuge, welche mehr Reichweite benötigen als mit Batterien erzielt wird. Hierzu zählen der Schwerlastverkehr sowie auch leichtere Fahrzeuge, die täglich eine längere Strecke bewältigen müssen. Ein Auto kommt mit einer Tankfüllung Wasserstoff heute rund 500 Kilometer weit. Mit rund fünf Minuten benötigt der Tankvorgang wesentlich weniger Zeit als das Laden eines Elektrofahrzeugs.
Speicherung, Lagerung und Verteilung
In der Speicherung, Lagerung und Verteilung des Wasserstoffs liegt die mit Abstand grösste Herausforderung. Neben dem weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien (massgeblich Sonnenstrom) in der Schweiz, ist unser Land auf den Import von erneuerbaren Energien angewiesen. Allein im Interesse der Risikominimierung sollte die Schweiz Strom via Stromnetze und Wasserstoffe via Erdgasleitungen aus dem europäischen und nordafrikanischen Ausland importieren. Beide Wege werden geprüft und ausgebaut. Da Wasserstoff auch flüssig bei sehr tiefen Temperaturen gelagert werden kann, käme ebenfalls der Transport mit Schiffen in Betracht. Neue technologische Ansätze wie Metallhybridspeicher oder Thermoöle versprechen effiziente Lagerung und einfachen Transport von Wasserstoff, da sie drucklos und bei Umgebungstemperatur ablaufen können. Die Speicherung von Wasserstoff in Form von Ammoniak, Methanol oder anderen flüssigen Brennstoffen wird ebenfalls untersucht.
Fazit
Derzeit werden sehr grosse Anstrengungen unternommen, um die Herausforderungen bei der Nutzung von Wasserstoff zu meistern. Aufgrund der Flexibilität und Verfügbarkeit von Wasserstoff versprechen wir uns einen signifikanten Beitrag für eine sichere und nachhaltige Energieversorgung der Schweiz, nicht nur im Verkehrsbereich, sondern auch für Immobilien.
