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31.10.2014 | Energie | Schwerpunkt | Online-Artikel

Überschüssigen Strom als Wasserstoff speichern und nutzen

verfasst von: Sabine Voith

2 Min. Lesedauer

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Wissenschaftler untersuchten im Projekt "PlanDelyKaD" die Chancen, überschüssigen Strom als Wasserstoff zu speichern und zu nutzen. Die Ergebnisse liegen nun in einer Studie des Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrums vor.

Der Überschussstrom wird bis zum Jahr 2050 auf circa 50 bis 60 Terawattstunden pro Jahr ansteigen. Wasserelektrolyseure stellen eine Schlüsseltechnologie dar, um Wasserstoff in energiewirtschaftlich relevanten Dimensionen zu erzeugen. Das Projekt "PlanDelyKaD" lotet die Möglichkeiten des Verfahrens am Markt aus. Im Rahmen der Studie wurden die technologischen Risiken bei der Realisierung der Systeme bewertet. Dazu untersuchten die Forscher zwei Szenarien: eines mit heute verfügbarer Technik sowie eines unter Fortschreibung der Technologieentwicklung in das Jahr 2030.

Schwerpunkt der Untersuchungen war die Elektrolyse von Wasserstoff und die Speicherung des Gases in Salzkavernen. Zukünftige Wasserstoffspeicher lassen sich als Ergänzung zu bestehenden Erdgasspeichern realisieren, da die geotechnischen Anforderungen an Wasserstoffkavernen weitgehend identisch mit denen für Erdgaskavernen sind.

Nutzungsperspektiven

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Für Wasserstoff eröffnen sich vier Hauptmärkte:

  • in der Industrie als chemischer Grundstoff,
  • im Verkehrssektor,
  • die Einspeisung ins Erdgasnetz und
  • die Rückverstromung als klassischer Stromspeicher.

Die Forscher zeigen in der Studie auf, dass eine prototypische Wind-Wasserstoff-Anlage im Verkehrssektor wirtschaftlich betrieben werden kann. Außerdem wird sich die Nutzung künftig nicht nur auf die Industrie erstrecken, die derzeit alleiniger Wasserstoffverbraucher und -produzent mit über 20 Milliarden Normkubikmeter Wasserstoff pro Jahr in Deutschland ist. Die Nutzung als Brennstoff, Speichermedium und Kraftstoff wird stark zunehmen.

Die Wasserstoffelektrolyse kann aufgrund ihrer hohen Betriebsdynamik und in Verbindung mit Speichern Sekundär- und Minutenregelleistung im Stromnetz bereitstellen.

Einspeisung ins Erdgasnetz

Eine wichtige Rolle sehen die Forscher im Einsatz von Wasserstoff im Erdgasnetz. Eine Beimischung von Wasserstoff in das Erdgasnetz erspart das Verlegen zusätzlicher Pipelines durch das bundesdeutsche Gebiet. Transport und Verteilung durch das Erdgasleitungsnetz sind aus technischer Sicht möglich. Forschungsbedarf sehen die Wissenschaftler aber bei den Verbrauchern wie Gasturbinen, Verdichter, Verbrennungsmotor und Dampfkessel.

Koordinator des Projekts war das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt. An den Arbeiten beteiligt waren das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, die Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH und KBB Underground Technologies GmbH.

Die Springer-Autoren Michael Sterner und Ingo Stadler gehen im Buchkapitel "Chemische Energiespeicher" auf die Speicherung von erneuerbaren Energien in Form von gasförmigen und flüssigen Energieträgern für Strom, Wärme, Chemie und als Stromkraftstoffe ein.

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