AEM-Elektrolyse für die Energiewende
WASSERSTOFF DER HOFFNUNGSTRÄGER DER ENERGIEWENDE
Für viele verschiedene Anwendungen wird Wasserstoff als Alternative zu fossilen Energieträgern diskutiert. Durch den Einsatz von Wasserstoff sollen industrielle Prozesse, wie die Stahlproduktion, Synthese von Ammoniak und Methanol aber auch die Mobilität defossiliert werden. Zudem bietet Wasserstoff die Möglichkeit, erneuerbare Energien langfristig speicherbar zu machen.
Wann und wo grüner Wasserstoff aus der Elektrolyse als Rohstoff, als Energieträger oder auch als Speichermedium eingesetzt wird, ist von vielen verschiedenen Faktoren abhängig, wie
- Wasserstoffpreis beim Endkunden
- CO2-Bepreisung
- Lokale Verfügbarkeit
- Konkurrenz zu alternativen Technologien
Der Wasserstoffpreis beim Endkunden wird hauptsächlich durch die Distributions- und Herstellkosten bestimmt. Bei der Herstellung von grünem Wasserstoff aus der Elektrolyse sind die Kostentreiber die hohen Investitionskosten und der Strompreis für erneuerbare Energie.
Mit unserer AEM-Technologie für die alkalische Membran Wasserelektrolyse wollen wir die Investitions- und die Betriebskosten für Elektrolyseure senken, um die wettbewerbsfähige Produktion von grünem Wasserstoff zu ermöglich. So schaffen wir die Voraussetzung für unsere Partner und Kunden sich in einer nachhaltigen Wasserstoffwirtschaft gewinnbringend zu positionieren.
Mobilität verursacht ca. 14 % der globalen CO2-Emissionen. Auf Wasserstoff basierende Antriebe sind daher Hoffnungsträger für eine nachhaltige Mobilität insbesondere im Langestrecken- und Schwerlastbereich, wo batteriebetriebene Fahrzeuge durch geringe Reichweiten und lange Betankungszyklen eingeschränkt nutzbar sind. Neben der limitierten Verfügbarkeit von Rohstoffen für die Batterieherstellung sind auch die hohen Investitionskosten für den massiven Ausbau des Stromnetzes weitere Treiber für den Einsatz von Wasserstoffantrieben.
Damit Wasserstoff eine wirkliche Alternative zur E-Mobilität wird, sollten unter anderem die Herstellkosten für grünen Wasserstoff aus der Elektrolyse 3 €/kg* nicht überschreiten.
Der Einsatz von grünem Wasserstoff ermöglicht die Defossilierung der Mobilität im Langstrecken- und Schwerlastbereich.
Bereits heute ist eine lokale Erzeugung von Wasserstoff mittels Elektrolyse für Labor- oder Technikumsbedarfe rentabel, da hohe Lieferkosten für Wasserstoffflaschenbündeln entfallen und zudem Lieferengpässe verhindert werden können.
In der chemischen Industrie werden große Mengen an Wasserstoff als Rohstoff in Raffinerien und zur Herstellung chemischer Produkte, wie Ammoniak- und Methanol benötigt. Dieser Wasserstoff wird aktuell hauptsächlich aus fossilen Quellen gewonnen, sodass durch den Wechsel zu defossiliertem Wasserstoff der CO2-Fußabdruck von chemischen Produkten deutlich gesenkt werden kann.
Damit jedoch grüner Wasserstoff aus der Elektrolyse großflächig in der chemischen Industrie eingesetzt werden kann, sollten die Kosten nicht über 2 €/kg* liegen.
Durch den Einsatz von grünem Wasserstoff kann der CO2-Fußabdruck von Produkten der chemischen Industrie reduziert werden.
Die Stahlproduktion ist der großindustrielle Prozess mit den meisten CO2-Emissionen. Pro Tonne Rohstahl fallen durchschnittlich 1,4 t CO2-Emissionen an, da zur Reduktion des Eisenerzes Koks im Hochofen eingesetzt wird. Damit verursacht die Stahlindustrie zwischen 7 und 9 % der globalen Emissionen.
Alternativ zu fossilen Energieträgern könnte Wasserstoff als Reduktionsmittel für Eisenerz eingesetzt werden. Dadurch könnten die CO2 Emissionen der Stahlproduktion massiv reduziert werden. Damit jedoch ein solcher Prozess wirtschaftlich wird, müsste der Wasserstoff nach heutigem Stand unter 1 €/kg kosten.
Durch den Einsatz von Wasserstoff als Reduktionsmittel in der Stahlproduktion könnten CO2-Emssionen massiv gesenkt werden.
Die fluktuierende Erzeugung von erneuerbaren Energien erschwert ein effizientes und nachhaltiges Energiemanagement. So werden beispielsweise im Sommer erneuerbare Energie vom Stromnetz abgeklemmt, wenn dieses durch eine Überproduktion überlastet ist. Diese überschüssige Energie kann dann jedoch nicht für Zeiten eines Energieunterangebots gespeichert werden.
Wasserstoff könnte sich als Lösung für ein effizientes Energiemanagement etablieren, da Wasserstoff nicht nur speicherbar ist, sondern und auch wieder in elektrische Energie zurück umgewandelt werden kann. Auch ist der Transport von Wasserstoff in Pipelines und deren Bau deutlich günstiger als der massive Ausbau des Stromnetzes.
Ein effizientes Energiemanagement führt dazu, dass bei einer Überproduktion an Energie die Stromkosten für den Betrieb eines Elektrolyseurs vernachlässigbar werden. Dann sind niedrige Investitionskosten für Elektrolyseure der Schlüssel für eine kostengünstige Herstellung von grünem Wasserstoff.
Wasserstoff kann zukünftig dazu genutzt werden erneuerbare Energien zu speichern und so ein effizientes Energiemanagement ermöglichen.
Um all dies zu erreichen, müssen unter anderem die Produktionskosten von grünem Wasserstoff gesenkt werden. DURAION® und unsere AEM-Technologie sollen niedrigere Investitions- und Betriebskosten für die AEM-Elektrolyse ermöglichen und so die Produktionskosten für grünen Wasserstoff senken.
* Quelle: Hydrogen Council 2020