Andreas Wimmer: “Import grüner Energien notwendig”

Andreas Wimmer forscht an der TU Graz an Großmotoren und leitet das Forschungszentrum LEC. Wasserstoff, Methanol und Ammoniak werden zur Erreichung der Klimaziele eine zentrale Rolle spielen

Andreas Wimmer ist von Wasserstoff als Speichermedium überzeugt.
Andreas Wimmer ist von Wasserstoff als Speichermedium überzeugt. Bildquelle: LEC GmbH, Foto geopho

Wenn Sie gefragt werden, ob man heute schon mit Wasserstoff ein Auto betanken oder die Wohnung heizen kann – was antworten Sie?

Andreas Wimmer: Ich würde antworten, dass beide Fälle aktuell noch keine praktikablen Einsatzgebiete für Wasserstoff sind. Eine Zumischung von Wasserstoff im Erdgasnetz und damit der Einsatz für Heizzwecke ist zwar heute bereits möglich, die Verwendung von reinem Wasserstoff im privaten Bereich liegt aber doch noch in ferner Zukunft.

Was fehlt denn dazu noch?

Wimmer: Eine großflächige Wasserstoffinfrastruktur aufzubauen ist eine riesige Herausforderung und wird noch einige Zeit auf sich warten lassen. Die Frage ist ja, ob das kurz- bis mittelfristig überhaupt Sinn macht. Grüner Wasserstoff sollte aufgrund der aktuell noch begrenzten Verfügbarkeit als erstes dort eingesetzt werden, wo die Effekte am größten sind. Es geht also insgesamt darum, Wasserstoff möglichst sinnvoll und effektiv für die Umwelt einzusetzen. Als erstes fällt mir dazu nicht unbedingt der Individualverkehr oder das Heizsystem von privaten Haushalten ein.

Sondern?

Wimmer: Vor allem die größeren industriellen Prozesse, wie etwa die Stahlerzeugung. Wasserstoff wird aber auch für die saisonale Energiespeicherung eine wesentliche Rolle spielen.

Könnte uns der Wasserstoff aber Lösungen in der aktuellen Energiekrise anbieten?

Wimmer: Nicht direkt, da Wasserstoff und wasserstoffbasierte Kraftstoffe genauso wie die Elektrizität ja nur Transportmittel für Energie sind. Neben der Frage des Energietransports wird aber viel mehr die Frage nach der Art der Energieerzeugung entscheidend sein. In Europa müssen wir uns darüber bewusst sein, dass unsere Möglichkeiten wohl nicht ausreichen werden, dass wir genügend erneuerbare Energie herstellen können, um den Bedarf aus allen Bereichen zu stillen. Wir werden also weiterhin Energie importieren müssen. Im Falle der erneuerbaren Energien bedeutet das den Import aus Gegenden, in denen Solar- und Windenergie im Überschuss vorhanden sind. Das heißt aber nicht, dass wir nicht auch lokal handeln müssen. Die wichtigen Ansätze sind: Energiesparen, Effizienz erhöhen und Alternativen zu fossilen Energieträgern finden.

Von welchem Bedarf sprechen wir da?

Wimmer: Von der Mobilität über den Transport, die Industrie und die Landwirtschaft bis hin zu den Haushalten: Der Bedarf an erneuerbaren Energien für den Ersatz von fossilen Energieträgern wird enorm sein! Ein Vergleich aus dem Transportbereich: In Australien befindet sich gerade eine Solar- bzw. Windkraftanlage in Bau, die mit einer Leistung von circa 26 Gigawatt Energie in Form von Wasserstoff und Ammoniak produzieren wird. Die mit dieser Anlage produzierte Menge an Energieträgern ist zwar sehr groß, man könnte damit aber lediglich ein Prozent des im Marinesektor benötigten Kraftstoffbedarfs abdecken. Und der Marinesektor wiederum nimmt nur etwa drei Prozent des gesamten weltweiten Energiebedarfs in Anspruch.

Warum sind Sie trotzdem von Wasserstoff überzeugt?

Wimmer: Vom Wirkungsgrad her sind rein elektrische Systeme immer noch die bevorzugte Lösung. Aber die benötigten Batteriespeicher sind durch die begrenze Speicherkapazität für viele Anwendungen – wie etwa die Hochseeschifffahrt – nicht geeignet. Die chemische Speicherung in Form von Wasserstoff bzw. wasserstoffbasierten Kraftstoffen, wie etwa Ammoniak, machen da viel mehr Sinn. So kann Energie auch über sehr weite Strecken transportiert werden.

Warum Ammoniak?

Wimmer: Grundsätzlich kann Kraftstoff am effektivsten in flüssiger Form transportiert werden. Das ist bei Wasserstoff zwar auch möglich, erfordert aber eine Abkühlung auf eine Temperatur von minus 253 Grad Celsius. Das ist sowohl aus energetischer Sicht als auch wegen der Abdampfverluste für viele Anwendungen keine sinnvolle Möglichkeit. Ammoniak liegt hingegen bei sehr geringem Druck und bei Umgebungstemperatur in flüssiger Form vor. Nachteilig ist zwar dessen Toxizität, aber die Industrie arbeitet schon lange damit und hat viel Erfahrung.

Wie sieht es hier mit Wandlungsverlusten aus?

Wimmer: Natürlich gibt es immer Verluste, wenn von einer Energieform in eine andere bzw. in ein Speichermedium gewandelt wird – also etwa von Elektrizität zu Wasserstoff oder von Wasserstoff zu Ammoniak. Generell kann man sagen, dass ein Trade-Off zwischen Speicherdichte und Energieaufwand besteht. Das bedeutet auch, dass auf Basis von Wasserstoff produzierte diesel- oder benzinähnliche Synthese-Kraftstoffe, die die Nutzung der vorhandenen Betankungs-Infrastruktur zulassen würden, den höchsten Energieeinsatz bedürfen. Hier gilt es, geeignete Kompromisse zu finden.

Was ist das derzeit größte Missverständnis rund um Wasserstoff?

Wimmer: Dass weder Strom noch Wasserstoff und dessen Derivate unmittelbar unsere grundsätzliche Energieproblematik lösen können! Diese werden zwar essentiell für den Transport und die Speicherung von Energie sein, die Kernfrage wird aber bleiben, woher die großen Energiemengen kommen, die zu deren Generierung notwendig sein werden. Dazu werden insbesondere auch techno-ökonomische Betrachtungen des Gesamtsystems – wie wir sie unter anderem am LEC durchführen – entscheidend sein.

Dieses Forschungsprojekt ist im Field of Expertise „Sustainable Systems“ verankert, einem von fünf strategischen Schwerpunktfeldern der TU Graz.
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Kontakt

Andreas WIMMER
Ao.Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn.
Institut für Thermodynamik und nachhaltige Antriebssysteme
Tel.: +43 316 873 30100
E-Mail: wimmer@tugraz.at

Dieses Interview mit Andreas Wimmer ist Teil des TU Graz Dossiers „Grüner Wasserstoff – Hype oder Hoffnungsträger?“.

Author

Birgit Baustädter

Source

TU Graz, Pressemitteilung, 2022-11-07.

Supplier

Graz University of Technology

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