Power-to-H2: Wasserstoff aus erneuerbarer Energie

Relevanz von Power-to-X für Europa im Kontext erneuerbarer Energien

Power-to-X (PtX) ist ein Oberbegriff für Technologien, die elektrische Energie in andere Energieformen oder Rohstoffe umwandeln. Beispiele sind Power-to-Gas (PtG, z. B. Wasserstoff oder Methan), Power-to-Liquid (PtL, synthetische Kraftstoffe) und Power-to-Heat (PtH, Wärme). Diese Technologien sind entscheidend für Europa, insbesondere im Kontext der erneuerbaren Energien, aus mehreren Gründen:

1. Integration erneuerbarer Energien
   Fluktuation der Energiequellen: Erneuerbare Energien wie Wind- und Solarenergie erzeugen Strom abhängig von Wetter und Tageszeit. PtX ermöglicht die Speicherung überschüssiger Energie, die sonst verloren gehen würde. Netzstabilität: PtX-Technologien helfen, Überkapazitäten im Stromnetz auszugleichen, und verhindern damit Netzüberlastungen oder negative Strompreise.
2. Dekarbonisierung der Sektoren
   Sektorkopplung: PtX verbindet den Stromsektor mit anderen Sektoren wie Verkehr, Industrie und Wärmeversorgung. Dies ist essenziell, um fossile Energieträger in diesen Bereichen durch erneuerbare Alternativen zu ersetzen. Grüne Chemikalien und Kraftstoffe: PtX ermöglicht die Produktion von klimafreundlichen Rohstoffen für die Industrie, z. B. synthetisches Methan, Ammoniak oder Methanol.
3. Energieunabhängigkeit
   Europa ist derzeit stark von fossilen Energieimporten abhängig, insbesondere Erdgas und Öl. Mit PtX kann Europa diese Abhängigkeit reduzieren, indem es erneuerbare Energie in speicher- und transportierbare Formen umwandelt, wie z. B. Wasserstoff. Internationale Kooperation: Exportländer für erneuerbare Energien könnten grünen Wasserstoff oder synthetische Kraftstoffe liefern, was neue Handelsbeziehungen aufbaut.
4. Klimaschutz und Erreichung der Klimaziele
   Die EU hat sich im Rahmen des European Green Deal verpflichtet, bis 2050 klimaneutral zu sein. PtX ist ein Schlüsselinstrument, um die Emissionen in schwer elektrifizierbaren Bereichen wie der Schwerindustrie und dem Flugverkehr zu reduzieren.

Was ist Power-to-H2?

Power-to-H2 ist ein Verfahren, bei dem überschüssige erneuerbare Energie genutzt wird, um durch Elektrolyse Wasser in Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂) zu zerlegen. Der erzeugte Wasserstoff kann als Energieträger gespeichert oder weiterverwendet werden.

Wie funktioniert die Elektrolyse?

Bei der Elektrolyse wird elektrischer Strom durch Wasser geleitet, das dabei in seine Bestandteile zerlegt wird. Der Prozess benötigt eine Elektrolysezelle, die aus einer Anode, einer Kathode und einem Elektrolyt besteht.

Anwendungen von Wasserstoff

Der erzeugte Wasserstoff kann vielseitig eingesetzt werden, z. B. in der Industrie, als Treibstoff für Fahrzeuge oder zur Speicherung von Energie. Wasserstoff spielt eine Schlüsselrolle bei der Dekarbonisierung.

Wie kann Wasserstoff genutzt werden in Liegenschaften?

Wasserstoff kann als Langzeitspeicher für elektrische Energie genutzt werden. Mittels Elektrolyse wird Reinstwasser in H2 und O2 zerlergt. Das H2 wird anschliessend in Drucktanks gespeichert. Aus Sicherheitsgründen müssen diese Drucktanks von Frischluft umspült sein, also im Aussenbereich stehen. Dann ist das Risiko auch im Störungsfall sehr gering, weil Wasserstoff sehr leicht ist und daher schnell in die Höhe entschwindet und sich bis auf harmlose Konzentrationen mit der Luft vermischt. Will man die Energie aus Wasserstoff wieder zurückgewinnen, leitet man den Wasserstoff aus den Drucktanks in eine Brennstoffzelle. Dort entsteht neben elektrischer Energie wieder Wasser und nutzbare Abwärme.
Das Prinzip dahinter ist seit langer Zeit bekannt. Derzeit gibt es aber nur wenige Firmen, die funktionierende Anlagen liefern können. In der Regel sind dies industrielle Anlagen. Für normale Liegenschaften bietet HPS Home Power Solutions AG die erprobte Anlage "Picea 2" an. Dieses Komplettsystem für die Wasserstoff-Saisionspeicherung vereint alles in einer Anlage: Wasseraufbereitung, Lüftung, Steuerung, Pufferspeicher, Elektrolyseur, Brennstoffzelle und Lüftung. Sie kann Solarstrom im Sommer als Wasserstoff speichern und im Winter wieder zurückgewinnen. Die thermische Abwärme des Prozesses wird genutzt zur Unterstützung der Heizung von Haus und Wasser. HPS arbeitet in der Schweiz mit ausgesuchten und geschulten Fachpartnern zusammen. Die Energiewerker GmbH ist ein solcher Fachpartner. Energiewerker GmbH ist spezialisiert auf elektrische Energiesysteme für Liegenschaften und baut Solaranlagen, Batteriespeicher, Wasserstoffspeicher, Autoladestationen und Energiemanagementsysteme.