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Wasserstoff: Die Kohle der Zukunft

Wasserstoffauto Toyota Mirai Foto: M 93 Lizenz: CC BY-SA 3.0 de

In Duisburg arbeiten Forscher an der Tankstelle der Zukunft: Sie soll ihren Treibstoff selbst produzieren.

Betritt man das Gebäude des Zentrum für  Brennstoffzellen Technik (ZBT) am Duisburger Campus der Uni Duisburg-Essen, wird man von einem Zitat des französischen Schriftstellers Jules Verne aus seinem 1870 erschienen Buch „Die geheimnisvolle Insel“ begrüßt: „Das Wasser ist die Kohle der Zukunft. Die Energie von morgen ist Wasser, das durch elektrischen Strom zerlegt worden ist. Die so zerlegten Elemente des Wassers, Wasserstoff und Sauerstoff, werden auf unabsehbare Zeit hinaus die Energieversorgung der Erde sichern.“

Das Wasserstoff-Testfeld, dass auf dem Außengelände des Zentrum für  Brennstoffzellen Technik (ZBT) am Duisburger Campus der Uni Duisburg-Essen steht, könnte ein Teil der von Jules Verne beschworenen Zukunft werden: Container, in denen aus Wasser mittels Elektrolyse Wasserstoff gewonnen wird, Tanks, die an Torpedos erinnern und eine Zapfsäule, an der bald auch mit Wassersstoff betrieben Autos der Stadt und des Uni-Rektors betankt werden können. „Was hier aufgebaut wird“, sagt Christian Spitta vom ZBT, „ist aber keine normale Wasserstofftankstelle, sondern großes Labor, in dem wir testen, wie Wasserstoff hergestellt, transportiert und getankt werden kann. In dieser Form ist das in Deutschland einzigartig.“

Ob die großen Automobilhersteller oder die Bundesregierung: Geht es um die Zukunft des Autos, steht der Elektroantrieb mit Akkus im Mittelpunkt von Aufmerksamkeit und Forschung. Auch wenn Ende 2018 erst knapp 200.000 Batterie-elektrische Autos auf Deutschlands Straßen unterwegs waren, sollen sie schon in absehbarer Zeit Diesel- und Benziner verdrängen. „Für den PKW auf kurzen Strecken oder die autonom fahrenden Kleinwagen der Zukunft ist das Batterie-elektrische Auto ideal. Geht es aber um schwere Fahrzeuge, um Busse, LKWs oder Ersatz für Diesellokomotiven, sind Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff Strom herstellen, die bessere Wahl,“ sagt Spitta.

Die großen, schweren Akkus, in denen teure seltene Erden verbaut sind, fallen weg, die Reichweite, der mit Wasserstoff betrieben Busse und LKW ist mit der von Dieseln vergleichbar. Das alles gleiche den Nachteil der Brennstoffzellen-Antriebs, den höheren Energiebedarf bei der Wasserstoff-Herstellung, wieder aus.

Doch bis es soweit ist, wartet noch viel Arbeit auf die Forscher des ZBT, sagt Spitta: „Wir testen, wie sich Wasserstoff am besten lagern lässt und wie das tanken optimiert werden kann. Eine große Herausforderung ist die Produktion von Wasserstoff an den Tankstellen selbst oder dezentral mit angebundenen Transportnetzen.“ Zwar lässt sich Wasserstoff wie Gas mit Pipelines und Tanklastzügen transportieren, aber besonders charmant ist seine Herstellung in der Nähe der Tankstellen: „In Norddeutschland könnte Wasserstoff mit Strom, der mit Windkraft erzeugt wird, in Süddeutschland oder Südeuropa mit Solarstrom produziert werden.“

Drei verschiedene Elektrolyseverfahren werden daher in Duisburg getestet. In Kombination mit der Tankstellentechnologie kommt es auch auf die Reinheit des Wasserstoffs an: „Wir untersuchen auch, was für Verunreinigungen in welchen Konzentrationen bei der Elektrolyse entstehen oder später durch die Leitungen und die Tankstellentechnologie in den Wasserstoff eingetragen werden können.“ Auch die Frage des Energiebedarfs beim Tanken stellen sich die Forscher: „Wasserstoff muss beim Tanken auf bis zu minus 40 Grad gekühlt werden. Wir testen verschiedenen Verfahren, wie diese Temperatur mit möglichst wenig Energieeinsatz erreicht werden kann.“

Wasserstoff wird weltweit als Antriebsenergie, da ist sich Spitta sicher, an Bedeutung gewinnen. Toyota will in den kommenden Jahren die Produktion von Wasserstoffautos steigern, Südkorea bis 2040 6,2 Millionen Brennstoffzellenautos herstellen und China hat die Subventionen für Entwicklung von Wasserstoff-Fahrzeugen erhöht.

Bis Wasserstoff zu einer ernsthaften Alternative zu Diesel, Benzin und Strom wird, dauert es allerdings noch. Gerade einmal 71 Wasserstofftankstellen gibt es zurzeit in Deutschland. 1000 müssten es sein, um Wasserstoffautos flächendeckend betanken zu können und Jules Vernes Vision zumindest ein klein wenig Wirklichkeit werden zu lassen.

Der Text erschien in einer ähnlichen Version bereits in der Welt am Sonntag

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8 Kommentare zu “Wasserstoff: Die Kohle der Zukunft

  • #1
    Ke

    Gut, dass wir zurzeit insbesondere schwere E Autos mit großen Batterien subventionieren. Dann haben wir noch höchste Strompreise. Das ist die dümmste Variante.
    Hoffentlich kommt der Wasserstoffantrieb endlich voran.

  • #2
    Gerd

    Ist ok, die Probleme mit Wasserstoff werden immerhin erwähnt, leider nicht wie gravierend sie sind.

    „In Norddeutschland könnte Wasserstoff mit Strom, der mit Windkraft erzeugt wird, in Süddeutschland oder Südeuropa mit Solarstrom produziert werden.“

    Das klingt schön, aber real ist der Wirkungsgrad schon bei der Umwandlung von Sonne/Wind in Strom schlecht, bei der Umwandlung von Ökostrom in Wasserstoff gäbe es weitere Verluste.

    Auf absehbare Zeit gibt es zu modernen Verbrennungsmotoren keine Alternative. Und mal ehrlich: Wozu braucht man eine? Der Verbrauch und Ausstoß an Schadstoffen sinkt seit Jahrzehnten kontinuierlich. Das soll man aufgeben, nur weil diese Motoren von Leuten abgelehnt werden, die den Individualverkehr eh hassen? Die sollen es lassen anderen Menschen einen bestimmten Lebensstil aufzuzwingen. Ich schreibe bewusst nicht ihren Lebensstil. Langstrecken Luisa ist sich persönlich keines Fehlers bewusst.

  • #3
    Helmut Junge

    Das Problem ist nicht die Art der Stromerzeugung, sondern die Technologie um Strom über Wochen, wenn nicht Monate zu speichern. Lithium ist knapp auf der Erde. Ja, Knapp und wird zunehmend teuerer. Diesen Traum mit Lithium als Speicher kann man nur kleinflächig träumen. Weltweit und dann noch für noch höheren Verbrauch, ist der erforderliche Bedarf zu hoch. Deutschland kann zahlen, aber anderen wird der Preis zu hoch. Wer also ernsthaft das Energieproblem lösen, und nicht nur die derzeit populistische Tuba blasen möchte, muß sich dieser Tatsache stellen. So einfach lassen sich Wunschträume nämlich nicht erfüllen.
    Die Brennstoffzelle ist deshalb eine ernsthafte Alternative. Ökostrom aus Windenergie und evtl. aus Solarenergie werden mit Verlusten, die noch kleiner gehalten werden müssen als jetzt noch, in Wasserstoff umgewandelt. In dieser Form kann die Energie jahrzehnte gespeichert werden, wenn nötig. Diesen Wasserstoff kann man dann in einer Brennstoffzelle (wieder mit Verlusten!) in elektrische Energie umwandeln. Technisch seit Urzeiten machbar, aber die Verluste sind noch hoch, und kleinste Verunreinigungen, wie CO2 in der ebenfalls notwendigen Luft, machen die Zelle kaputt. Diese Probleme lassen sich eines Tages lösen. Ich glaube an den Fortschritt. Leider verschleudern viele Menschen ihr intellektuelles Potential aber an anderen Fragen, als an der Technik.
    Und zurück in die Kaiserzeit will vermut aber auch niemand, oder?

    "Das Auto hat keine Zukunft, ich setze aufs Pferd. " (Wilhelm II.)

  • #4
    ke

    @3 H Junge:
    Mit dem Pferd ist auch alles Scheiße 😉
    Die Unfälle und der Gestank in den Straßen zeigten doch auch, dass das Pferd nicht für heutige Verkehrsströme geeignet ist.

    Das Batterie-Auto wird aktuell von der Politik gefordert, warum auch immer. Dass andere Länder die ihre Industrie mit solchen Entscheidungen fördern wollen, ist nachvollziehbar. Nur durch eine rapide Änderung der Regeln lassen sich aktuelle Marktführer, die auch alle in Deutschland sind, vom Markt verdrängen.

    Das Batterie-Auto, insbesondere auch als mind. 2 Tonnen Fahrzeug, ist keine Lösung für aktuelle Verkehrsprobleme.

    Selbst Toyota geht jetzt auch in Richtung Batterie, weil die Politik es will. Mal sehen, was BMW macht.

  • #5
    Andreas V.

    Jungs, paßt mal auf:
    1. Wasserstoff wird nie eine Alternative zu Strom.
    2. Wir haben auf absehbare Zeit nicht genug saubere Energie übrig, um sie für die Wasserstoffherstellung zu verschwenden.
    3. Warum "verschwenden"? Weil zur Herstellung von Wasserstoff und anschließende Rückverstromung zur Verwendung in Fahrzeugen (muß übrigens immer erstmal in einer Batterie zwischengespeichert werden!) die ca. 3- bis 4-fache Energiemenge im Vergleich zum direkten Antrieb mit Strom benötigt wird.
    4. Dies gilt ebenso für schwerere Fahrzeuge wie Busse und LKWs, und Dieselloks gehören aus dem gleichen Grund (s. #3) elektrifiziert und nicht auf Wasserstoff umgebaut.
    5. Liebe fachfremde Wasserstoff-Wissenschaftler: in Batterien sind KEINE seltenen Erden verbaut, in Verbrennungsmotoren und Magneten von Elektromotoren schon.
    6. Wasserstoff ist der "Champagner" der Energieträger, also wertvoll und teuer !!
    Wir dürfen Wasserstoff also nur dort verwenden, wo es keine effizientere Alternative gibt: z.B: für Industrieprozesse (Stahl, Zement, …), u. evtl. in der Luffahrt als Ersatz für Kerosin. Vielleicht ist aber auch Ammoniak hier handlicher.
    Also vergeßt das mit den Wasserstoff-Autos und den Wasserstoff-Tankstellen! Das ist rausgeschmissenes Geld.
    Allein schon der Titel "Die Kohle der Zukunft" ist hier also eher sachlich irreführend.
    Die bisherigen Kommentare zeugen auch nur von solidem Halbwissen alter weißer Männer.

    Danke meine Herren!

  • #6
    DEWFan

    Es gibt Überlegungen statt reinem Wasserstoff Ammoniak (NH3) einzusetzen. Wir könnten auch gleich Hydrazin (N2H4) nehmen, das hat die deutlich höhere Oktanzahl 😁🚀🌩🚭

  • #7
  • #8
    Philipp

    Wen’s interessiert: "Ammoniak als Schiffstreibstoff" grad frisch erschienen in der Spektrum der Wissenschaft (ungated). U.A. zwei Duisburger Forscher werden ausführlich befragt.
    https://www.spektrum.de/news/ammoniak-als-schiffstreibstoff-unter-gruenem-volldampf/1856677#Echobox=1618580558?utm_source=pocket-newtab-global-de-DE

    Ob jemals Ammoniakantriebe in Duisburg hergestellt werden, d.h. in Ruhrgebiet West neue Industriearbeitsplätze entstehen, ist nicht abzusehen. Und auch MAN hat sein Schiffsmotorengeschäft ja in Augsburg und nicht in Oberhausen.

    Zumindest Thyssen-Krupp Uhde in Dortmund hat ja Wasserstoff-Elektrolyseure und Ammoniak-Anlagen im Portfolio und diese Teilbereiche werden von Martina Merz deshalb auch nicht verkauft…

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