Power-to-Gas

Grüner Wasserstoff wird zum Kernelement des Energiesystems

Die Fraunhofer-Gesellschaft hat ihre eigenen wissenschaftlichen Positionen zur Wasserelektrolyse und Wasserstoffnutzung entwickelt.

Wasserstoff kann einen wesentlichen Beitrag zur angestrebten Treibhausgasneutralität aller Sektoren bis 2050 leisten und zur Systemintegration fluktuierender erneuerbarer Energien beitragen – insbesondere in den energieverbrauchenden Sektoren Verkehr und Industrie. Neben der direkten Nutzung wird Wasserstoff bei steigender Systemintegration von erneuerbaren Energien auch durch seine hohe Speicher- und Transportierbarkeit an Bedeutung gewinnen.

Wissenschaftler legen eigene Strategie vor

Derzeit strebt die Bundesregierung an, eine Nationale Strategie Wasserstoff (NSW) vorzulegen, in der die wesentlichen Eckpunkte für die Entwicklung einer Wasserstoffwirtschaft ausgearbeitet werden. Die Fraunhofer-Gesellschaft hat ihre eigenen wissenschaftlichen Positionen zur Wasserelektrolyse und Wasserstoffnutzung entwickelt und den an der Strategieentwicklung beteiligten Ministerien (BMBF, BMU, BMWi, BMVI, BMZ) sowie dem Kanzleramt zur Verfügung gestellt. Federführend bei der »Wasserstoff-Roadmap« waren das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, unter Beteiligung des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS und des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS.

Zuwachsraten im zweistelligen MW-Bereich nötig

Die Fraunhofer-Institute skizzieren in ihrem Positionspapier einen möglichen Pfad für die Einführung und Entwicklung der Wasserstoffwirtschaft in den verschiedenen Anwendungsfeldern. Wasserelektrolyse wird in Deutschland zu einer entscheidenden industriepolitischen Komponente werden, nicht nur für die Erzeugung des hierzulande benötigten Wasserstoffs, sondern auch als Flexibilitätsoption im deutschen Stromnetz und als Kerntechnologie für den internationalen Exportmarkt. Allein für Deutschland gehen Studien von einem Wachstum der installierten Kapazität der Technologie auf 50 bis 80 GW bis 2050 aus. Für das Erreichen dieser Größenordnung müssen umgehend jährliche Zuwachsraten von Elektrolyseuren im zweistelligen MW-Bereich und bis Ende der 2020er Jahre im Bereich von 1 GW erreicht werden.

Das Fraunhofer-Positionspapier schlägt mögliche Maßnahmen zur Realisierung dieser Marktentwicklung vor:

  • Eine Anpassung des regulatorischen Rahmens für Steuern, Abgaben und Umlagen auf Strom zur Stärkung der Sektorenkopplung,
  • die Förderung von Demonstrationsprojekten,
  • die Schaffung international einheitlicher Regularien und Standards zu Wasserstoff,
  • den Abbau regulatorischer Hemmnisse für Brennstoffzellenfahrzeuge und Wasserstoff-Tankstellen.

Internationale Energiepartnerschaften

Im großen Maßstab werden Wasserelektrolyseure in Regionen ihren Einsatz finden, in denen die Stromgestehungskosten durch PV- und Windkraftanlagen bei unter 3€ct/kWh und die Volllaststundenzahl solcher Anlagenparks bei mindestens 4000 pro Jahr liegt. Dies ermöglicht den Eintritt in einen globalen Handel mit erneuerbaren Energieträngern, da Wasserstoff und darauf aufbauende Syntheseprodukte zu international konkurrenzfähigen Kosten hergestellt werden können. Wasserstoff kann in flüssiger Form analog zu LNG direkt transportiert werden, aber auch in chemisch gebundener Form, als Ammoniak, Methanol oder LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carriers).

Das Positionspapier können Sie hier abrufen.

Die Redaktion empfiehlt

Neues Forschungsprojekt

Wasserstoffproduktion in Biogasanlagen

vor von Hinrich Neumann

In dem Forschungsprojekt »HyPerFerment« will das Fraunhofer IFF in Magdeburg mit weiteren Partnern ein neues Verfahren zur mikrobiologischen Wasserstofferzeugung entwickeln.

Ein Konsortium aus Gasunie, Groningen Seaports und Shell will in den Niederlanden mit dem NortH2-Projekt grünem Wasserstoff aus Windstrom erzeugen.