Wasserstoff als Speicher für überschüssige Energie

Dem Advisory Board zufolge könnte grüner Wasserstoff auch eine in großem Stil einsetzbare Lösung sein, um überschüssige erneuerbare Energie zu speichern. Weil das Angebot an Energie aus regenerativen Quellen naturgemäß schwankt, kann es zu einer Abregelung („Curtailment“) kommen. Das bedeutet: Wenn die Netz- und Speicherinfrastruktur in Phasen mit besonders viel Sonne und Wind eine entsprechend hohe Energieproduktion nicht bewältigen kann, verringern Anlagen ihre Leistung oder werden ganz abgestellt. Hier könnte Wasserstoff als Speichermedium ins Spiel kommen: Die überschüssige erneuerbare Energie kann zu dessen Herstellung verwendet werden. Anschließend wird er entweder als Gas oder Flüssigkeit in einem Hochdruck- oder Kühltank gespeichert und ist jederzeit einsatzbereit.

Auf der Straße dürfte Wasserstoff auf der rechten Spur bleiben

Die heutigen politischen Konzepte für die Nutzung von grünem Wasserstoff – weltweit sind es rund 50 – konzentrieren sich hauptsächlich auf Transport und Verkehr. Das macht Sinn: Auf den Verkehr entfällt etwa ein Fünftel der jährlichen CO₂-Emissionen und er ist der Hauptverursacher von Umweltverschmutzung in den Städten. Fortschritte bei Brennstoffzellen sind von entscheidender Bedeutung bei der Beschleunigung des Einsatzes von Wasserstoff in Fahrzeugen.

Doch hier müssen Wasserstoffbefürworter ihren Optimismus zügeln. Brennstoffzellen wandeln Wasserstoff in Strom um, mit dem dann das Fahrzeug angetrieben wird. Die Energieeffizienz von Brennstoffzellen – gemessen daran, wie viel Elektrizität sie pro 100 Einheiten normaler erneuerbarer Energie gewinnen können – liegt jedoch nur bei 26 Prozent. Damit sind sie zwar Verbrennungsmotoren überlegen, die eine Effizienz von lediglich 13 Prozent haben, wie die Denkfabrik Agora Energiewende berechnet hat. Allerdings steht dem ein Wirkungsgrad von 69 Prozent bei Batterien entgegen.

Demgegenüber fallen die Kosten für Brennstoffzellen-Systeme dank verbesserter Technologie und Skaleneffekten drastisch. Vor einigen Jahren kostete es noch mehr als 1.000 US-Dollar, ein Kilowatt Strom aus Brennstoffzellen zu gewinnen. 2019 lagen die Kosten nach Angaben des US-Energieministeriums nur noch bei 53 US-Dollar pro Kilowatt.

Experten zufolge dürften Brennstoffzellen dadurch breitere Anwendung in Fahrzeugtypen finden, bei denen Batterien aufgrund langer Ladezeiten keine wirtschaftliche Alternative sind. Sie dürften verstärkt in Segmenten mit mittlerer bis hoher Beanspruchung eingesetzt werden – zum Beispiel in Bussen und Lkw.

Für eine zunehmende Nutzung von Wasserstoff im Straßenverkehr muss allerdings auch die Infrastruktur ausgebaut werden. Ende 2019 gab es weltweit rund 470 Wasserstofftankstellen – eine Steigerung um 20 Prozent im Vergleich zum Vorjahr. Besonders in Asien rechnet das Advisory Board mit weiterem Wachstum. Japan ist mit 113 Tankstellen weltweit führend und die Regierung setzt mit ehrgeiziger Industriepolitik und hohen Investitionen massiv auf Wasserstoff. In China hat sich die Anzahl der Tankstellen 2019 auf 61 verdreifacht. Das Land untersucht außerdem nach der erfolgreichen Umsetzung eines Pilotprogramms im Jahr 2019 gerade weitere Möglichkeiten für Züge mit Wasserstoffantrieb.

Wasserstoff ist immer wieder hoch gelobt, den Erwartungen aber nie gerecht geworden. Das könnte sich jetzt ändern: Es hat ein Wettrennen um die Entwicklung neuer Technologien begonnen, das durch enorme staatliche Investitionen beschleunigt wird. Der Kampf gegen den Klimawandel durch Dekarbonisierung ist eine Herausforderung, die sich nur global lösen lässt. Und Wasserstoff könnte dabei eine ernstzunehmende Rolle spielen – ebenso wie im Depot. Wir investieren derzeit zwar nicht in Unternehmen, die sich ausschließlich auf Wasserstoff konzentrieren, sind aber bei nachhaltigen Energieversorgern engagiert, die von der steigenden Nachfrage nach grünem Wasserstoff profitieren dürften. Dabei hat unsere Clean Energy-Strategie die gesamte Wertschöpfungskette im Blick – von der Erzeugung über die Speicherung bis hin zur Verteilung der Energie.