Grüner Wasserstoff, aus erneuerbaren Energien hergestellt, wird sich im Zuge der Energiewende zu einem essentiellen Energieträger entwickeln. Das gilt besonders für die Sektoren, die kaum über Alternativen verfügen, um Klimaneutralität zu erreichen wie den Industrie- und Wärmesektor. Das ist eine der wesentlichen Erkenntnisse der neuen Studie „Wasserstoff Technik Screening“. Erstellt wurde diese vom Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU). Auftraggeber der Untersuchung ist der Regionalversorger N-Ergie AG.

Die Studie bestätigt laut einer Pressemitteilung die Einschätzung von N-Ergie, dass ein geeigneter Weg auf dem Pfad der Klimaneutralität darin liegt, die Gasnetzinfrastruktur langfristig weiter zu nutzen und dort das heutige Erdgas zunehmend gegen klimaneutrale Energieträger wie Wasserstoff auszutauschen.

 

Verschiedene Technologieoptionen auf dem Prüfstand

Ebenso wird herausgearbeitet, dass für den Durchbruch von Wasserstoff-Technologien sowohl regionale als auch überregionale Verteilstrukturen entstehen müssen. Weil für die Herstellung hohe Kapazitäten regenerativer Energie benötigt werden, wird Wasserstoff sowohl kurz- als auch mittelfristig nur in begrenztem Maß zu Verfügung stehen. Zudem wird dieser überwiegend nicht in Deutschland erzeugt, sondern importiert werden. Als effizienteste Form der Verteilung zeichnet sich – zumindest über lange Strecken – der gasförmige Transport über Pipelines ab, heißt es.

N-Ergie prüft für einen etwaigen Einstieg in das Geschäftsfeld Wasserstoff nun insbesondere die in der Studie vorgestellten Optionen für die Erzeugung.

Genutzt werden könnte regional erzeugter Wasserstoff zum einen von Industriekunden in der Region, die – aus jetziger Sicht – noch lange auf einen Anschluss an ein reines Wasserstoff-Netz warten müssen. Zum anderen ist der Einsatz in ihrem Heizkraftwerk in Nürnberg-Sandreuth und damit zur Fernwärmeerzeugung denkbar. Dessen Gasturbinen werden im kommenden Jahr auf die Beimischung von Wasserstoff vorbereitet.

Elektrolyse oder Methanpyrolyse?

Vor allem drei Methoden der Erzeugung rücken infolge der wissenschaftlichen Studie in den Blick: Zunächst die Herstellung durch die Aufspaltung von Wasser mittels eines Elektrolyseurs. Diese Form gilt gemeinhin als Schlüsseltechnologie für die Herstellung von grünem Wasserstoff und ließe sich beispielsweise in räumlicher Nähe von potenziellen Abnehmern realisieren.

Die zweite Option ist die Herstellung von Wasserstoff über die Methanpyrolyse von Biomethan. Anders als bei der Verbrennung entsteht bei diesem Prozess kein klimaschädliches CO2. Dieses Verfahren entzieht der Atmosphäre im Saldo sogar CO2. Der über die Pyrolyse gewonnene Wasserstoff könnte beigemischt im Heizkraftwerk den Anteil der CO2-neutralen Fernwärme in Nürnberg weiter steigern.

Biogene Reststoffe aus der Kreislaufwirtschaft nutzen?

Eine dritte, in der öffentlichen Diskussion bislang weniger beachtete Möglichkeit, Wasserstoff zu erzeugen, ist die thermochemische Konversion biogener Reststoffe. Dabei wird zum Beispiel Waldrestholz oder auch Klärschlamm unter Einsatz von Wärme vergast. Bei der anschließenden Aufbereitung wird der Wasserstoff vom gewonnenen Synthesegas abgeschieden.

Innerhalb dieses Verfahrens erscheint vor allem die noch wenig erforschte elektrisch beheizte Wasserdampf-Vergasung von Biomasse vielversprechend, da sie bei entsprechender Technologiereife eine besonders hohe Effizienz verspricht, heißt es in der Studie. Die Energie, die hierbei für die Gewinnung von Wasserstoff eingesetzt wird, kommt zu etwa zwei Dritteln aus Biomasse und nur zu etwa einem Drittel aus Strom. (hoe)