Weltwirtschaftliche Herausforderungen

Rainer Lowack und Britta Kuhn

Energiepolitiker aller Parteien hoffen, dass Wasserstoff schon in wenigen Jahren eine große Rolle im deutschen Energiemix spielen wird^[1]. Tatsächlich ließe sich Wasserstoff viel besser speichern als Solar- oder Windenergie. Aber der Wirkungsgrad seiner Erzeugung und Rückumwandlung aus bzw. in Strom ist noch zu gering. Die Technologie dürfte daher in den nächsten Jahren noch nicht konkurrenzfähig sein, ihre Erforschung sollte aber finanziell stärker gefördert werden.

Speichermedium Wasserstoff

Solar- und Windenergie entstehen mit starken Schwankungen und längst nicht immer dann, wenn sie gebraucht werden. Bisher lässt sich der so erzeugte Strom zufriedenstellend nur in großen Pumpspeicherkraftwerken aufbewahren – dezentrale Akkus wären zu teuer. Durch die Elektrolyse von Wasser ließe sich dagegen elektrische Energie über längere Zeiträume aufbewahren: Die Elektrolyse spaltet Wasser mit der elektrischen Spannung aus Solarzellen oder Windrädern in Wasserstoff und Sauerstoff. Der Wasserstoff wird gespeichert, der Sauerstoff in die Atmosphäre entlassen. Wird die Energie zu einem späteren Zeitpunkt benötigt, kehrt man den Prozess um: Eine Brennstoffzelle lässt den gespeicherten Wasserstoff mit Luftsauerstoff reagieren, wobei die zuvor zur Spaltung verwendete Energie wieder als elektrischer Strom verfügbar wird. Diese einfache Technologie würde es daher erlauben, erneuerbare Energie auch dezentral zu speichern.

Praktische Umsetzungsprobleme

Derzeit hapert es aber noch am Gesamtwirkungsgrad von Elektrolyse (etwa 75%)^[2] und Brennstoffzelle (etwa 60%)^[3], d.h. rund 55% der Energie geht im Laufe des Prozesses verloren. Im Vergleich dazu liegt der Wirkungsgrad bei einem Pumpspeicherkraftwerk, das ebenfalls Strom speichern kann, bei 75-80%^[4]. Deshalb ist die Wasserstoff-Speicherung noch nicht wettbewerbsfähig. Derzeit versuchen Forscher deshalb, zumindest die Elektrolyse dadurch einfacher und billiger zu machen, dass sie Solarzellen bauen, die direkt im Wasser betrieben werden^[5].

Forschung finanziell stärker fördern

Die alte Bundesregierung stellt zwischen 2011 bis 2014 insgesamt rund 3,5 Milliarden Euro bereit, um „moderne Energietechnologien“ zu erforschen und zu entwickeln. Die ressortübergreifende Erforschung der „Energiespeicher“ wird mit vergleichsweise geringen 200 Millionen Euro subventioniert und konzentriert sich selbstverständlich nicht ausschließlich auf Wasserstoff^[6]. Diese grundlagennahe Forschung sollte zu Lasten der industrienahen Forschungsbeihilfen ausgebaut werden!