Wasserstoff hat das Potenzial, Nachteile bei der Umwandlung in großen Teilen zu egalisieren, sofern grüner Wasserstoff aus Regionen mit hohem Solareintrag – etwa in Afrika – importiert wird. Das geht aus einer Studie der Strategieberatung Arthur D. Little mit dem Titel „The efficiency of hydrogen rethought“ hervor. Sie beschäftigt sich mit der Energieeffizienz von grünem Wasserstoff im Vergleich zur direkten Stromnutzung durch z.B. Batteriefahrzeuge aus der Perspektive vom Herstellungsort bis zum finalen Verbraucher.
Die Studie vergleicht dazu verschiedene Aufstellungsorte für Solaranlagen hinsichtlich ihres End-to-End Energieertrags vom Panel bis zum Fahrzeug. Die Experten empfehlen der Automobilindustrie und Energieerzeugern, die Potenziale von Wasserstoff unter dieser relevanten Effizienz-Perspektive zu bewerten und von der ausreichenden Verfügbarkeit von nachhaltigem grünem Wasserstoff auszugehen. Damit treten bei der strategischen Bewertung von Wasserstoff Kriterien wie Kosten und Anwendungsfreundlichkeit in den Vordergrund, heißt es in einer Pressemitteilung.
Verschiedene Szenarien
Um die relevante Energieeffizienz von grünem Wasserstoff aus Solarstrom im Vergleich zur direkten Stromnutzung z.B. in Batteriefahrzeugen zu betrachten, entwickelte das Autorenteam von Arthur D. Little ein End-to-End Modell vom Solarpanel bis zum Antrieb im Fahrzeug. Verglichen werden verschiedene Szenarien hinsichtlich Ursprungsort, Transport, Speicherung und Nutzung der Energie.
Das Ergebnis: Ein an einem guten Standort (z.B. in Afrika) aufgestelltes Solarmodul liefere rund den doppelten Stromertrag wie ein durchschnittliches Solarmodul in Deutschland. Daher weist dieser importierte Wasserstoff Ende-zu-Ende betrachtet laut Studie weit bessere Effizienzwerte auf als gemeinhin bei zu enger Perspektive unterstellt wird. Wird der in Afrika gewonnene Strom in Form von Wasserstoff nach Deutschland importiert und dort nach Rückwandlung unter Kraft-Wärme-Kopplung ins Netz eingespeist, erreicht er 98 Prozent der aus einem in Deutschland aufgestellten Panel direkt gewonnen jährlichen Energiemenge.
Ende-zu-Ende-Perspektive ist entscheidend
Importiert man hingegen Wasserstoff zur Verwendung in Brennstoffzellenfahrzeuge, liegt die End-to-End-Effizienz bei immerhin noch 76 Prozent. Bestünde für den Transport von Wasserstoff zudem noch eine ausgebaute Infrastruktur aus großen Pipelines, könnte die Effizienz der Wasserstofffahrzeuge auf 90 Prozent ansteigen. Entscheidend für die Bewertung der Energieeffizienz von Wasserstoff ist aus Sicht der Forscher daher die richtige Ende-zu-Ende-Perspektive und nicht die anteiligen Verluste entlang der Energieketten.
„Unsere Analyse zeigt deutlich, dass der Einsatz von grünem Wasserstoff für die Mobilitätswende eine ökonomisch wie ökologisch sinnvolle Option darstellen kann“, sagt Studienautor und Arthur D. Little-Partner Klaus Schmitz. Europa werde mittelfristig verstärkt auf den Import von Energie in Form von Wasserstoff oder E-Fuels aus sonnigen Regionen zurückgreifen, um erfolgreich zu dekarbonisieren. Der mögliche hohe Solarertrag kompensiere Wandlungsverluste zwischen Strom und Wasserstoff. „Besonders vorteilhaft wird dies, wenn man Strom in Deutschland z.B. für den Winter sowieso speichern muss. Damit tritt die Effizienz und damit auch die Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff als strategisches Kriterium zur Bewertung von Wasserstoffanwendungen in den Hintergrund und Kosten und Anwendungsfreundlichkeit werden entscheidend“, fasst Schmitz das zentrale Ergebnis der Studie zusammen. (amo)
