Wasserstoffkreislauf

Das Deutsche Erdgasnetz ist flächendeckend vorhanden und für die Aufnahme von Wasserstoff geeignet, da vor der Umstellung auf Erdgas die deutschen Gasnetze mit „Stadtgas“ betrieben wurden, das bereits zu 51 % aus Wasserstoff bestand. Stadtgas in den öffentlichen Gasnetzen wurde in Europa erst in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts aus ökonomischen Gründen durch Erdgas ersetzt. Laut Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) benötigt Deutschland im Jahr 2050 zum Ausgleich saisonaler Schwankungen bei Wind und Sonne Speicherkapazitäten von 30 Terawattstunden (TWh). Demgegenüber wurde die Speicherkapazität von Wasserstoff in den Erdgasspeichern im deutschen Erdgasnetz im April 2010 vom Fraunhofer-IWES mit über 200 TWh angegeben, was einem Verbrauch von mehreren Monaten entspricht. Demnach wäre die Kapazität des vorhandenen Erdgasnetzes ausreichend dimensioniert für eine sichere Vollversorgung mit Wasserstoff.

Die Problematik der alternativen Energiequellen ist deren Abhängigkeit von Umwelteinflüssen wie Wind oder Sonne, die Speicherung von überschüssig erzeugter Energie und das Abfangen von Verbrauchspeaks durch die Endverbraucher. Überschüsse bei der Stromproduktion von alternativen Energiequellen können zur Produktion von Wasserstoff mittels Elektrolyse von Wasser verwendet werden (Power to Gas Technologie), der dann in das vorhandene Erdgasnetz eingespeist werden kann, das gleichzeitig zum Transport für den mit dem THP-Verfahren erzeugten Wasserstoff dient.

Damit wäre die Problematik der Speicherung überschüssiger alternativ erzeugter Energie sofort und flächendeckend gelöst und eine gesicherte Grundversorgung gewährleistet. Brennstoffzellen haben bereits ihren Weg in den serienmäßigen Antrieb von PKW’s, LKW’s und Bussen gefunden. Der Toyota Mirai z.B. ist ein Elektrofahrzeug. Zum Laden der Fahrzeugbatterien wird eine Wasserstoff Brennstoffzelle eingesetzt, wodurch eine Reichweite dieses Mittelklassefahrzeugs von mehr als 500 km erreicht wird. Das Betanken dauert im Gegensatz zu einem reinen Elektrofahrzeug nur wenige Minuten. Die Fahrzeughersteller Toyota, Nissan, Mercedes-Benz und Honda haben nach eigenen Angaben die Produktionskosten für wasserstoffgetriebene Fahrzeuge inzwischen drastisch reduziert. Der Toyota Mirai beispielsweise ist in Deutschland für knapp 80.000 € Listenpreis zu erwerben. Toyota produziert H2 Autos in Kleinserie und setzt im großen Stil auf die Brennstoffzelle. Auch in Bussen wird die Wasserstofftechnik mit Verbrennungsmotoren erprobt. Wasserstoffbusse aus dem Jahr 2009 erreichten mit 35 kg Wasserstoff eine Reichweite von rund 250 km.