Wasserstoff: Energieträger der Zukunft?

Wasserstoff ist beim Ausstieg aus den fossilen Energien ein vielversprechender Energieträger – vorausgesetzt, er wird richtig eingesetzt. swisscleantech zählt gleich vier Unternehmen als Mitglieder, die sich mit dieser Zukunftstechnologie und ihren Anwendungen befassen. Hier fassen wir das wichtigste nochmals zusammen.

Wasserstoff (H₂) als Energieträger hat viele Vorteile, zum Beispiel:

• Keine Abgase, kein CO₂: Brennstoffzellen erzeugen Strom aus Sauerstoff und Wasserstoff. Das einzige Abgas, das dabei entsteht, ist Wasserdampf. Das gilt aber nur, wenn H₂ aus erneuerbarer Energie hergestellt wird. Dieser heisst denn auch «grüner Wasserstoff». Wird H₂ aus fossilen Energien hergestellt (sogenannter «grauer Wasserstoff»), sind die CO₂-Emissionen beträchtlich.
• Grosse Reichweite für Fahrzeuge: Wasserstoff verfügt über eine hohe Energiedichte. Wird er in Fahrzeugen eingesetzt, ist deren Reichweite deshalb fast so hoch wie bei Diesel- und Benzinfahrzeugen. Zum Vergleich: Ein Elektroautos hat eine Reichweite von ca. 500 Kilometer, ein mit einer Brennstoffzelle betriebenes H₂-Autos hat eine von ca. 800 Kilometer. Weil die Energiedichte von Wasserstoff deutlich höher als bei einer Batterie, sind die Fahrzeug deutlich leichter. Das macht H2 zu einer attraktiven Technologie für den Schwerverkehr.
• Ressourcenverbrauch für Brennstoffzelle relativ niedrig: Das einzige seltene Metall, das in einer Brennstoffzelle gebraucht wird, ist Platin. Im Fahrzeugbereich liegt Recyclingrate dafür bei etwa 50 %. Eine E-Auto Batterie ist deutlich schwerer (mehrere 100 Kilogramm) und benötigt grosse Mengen an Lithium und Cobalt. Bis heute wird Lithium in Europa nicht rezykliert, bis 2030 soll die Recyclingquote bei rund 10% liegen.

Wasserstoff (H₂) hat aber auch einen substantiellen Nachteil: 

• Die H₂-Technologie ist nicht energieeffizient: Neben diesen Vorteil hat Wasserstoff einen substantiellen Nachteil: die geringe Energieeffizienz. Bis Wasserstoff ein Fahrzeug antreiben kann, muss Energie mehrfach umgewandelt werden (siehe Grafik). Je öfter Energie umgewandelt wird, desto schlechter ist der Wirkungsgrad. Von der Stromherstellung bis zur Verwendung im Motor sind es noch 25-35 Prozent, das heisst bis zu drei Viertel der Energie können nicht genutzt werden. Der Wirkungsgrad eines Elektroautos beträgt 70-80%. Deshalb braucht es dreimal mehr Strom, um die erforderliche Leistung zu erbringen. Daher ist Wasserstoff als Treibstoff auch teurer, als wenn Strom direkt geladen werden kann.

Quelle: SRU Gutachten Seite 81 ff.

swisscleantech Position zu Wasserstoff als Energieträger

Wasserstoff als Energieträger kann zur Dekarbonisieren beitragen, wenn die Technologie strategisch richtig eingesetzt wird.

Der Ausstieg aus den fossilen Energien und das Ziel, bis spätestens 2050 den CO₂-Ausstoss auf netto-Null zu reduzieren, erfordern eine zunehmende Elekrifizierung des Verkehrs, der Gebäude und der Industrie. Es braucht daher einen starken Ausbau der erneuerbaren Energie (Solar, Wind, etc). Die steigende Nachfrage kann jedoch nur gedeckt werden, wenn Strom möglichst effizient eingesetzt wird. D.h. wo immer eine direkte Stromnutzung möglich ist, muss diese der indirekten Nutzung via H₂ vorgezogen werden.

Wichtige und sinnvolle Anwendungsgebiete für H₂ sind überall dort, wo die direkte Nutzung von Strom nicht oder nur schwer möglich ist und wo lange Distanzen zurückgelegt werden müssen. Dazu gehören der Schwerverkehr und der Schiffsverkehr. Unsere Mitglieder H2 Energy, GreenGT und Aquon  arbeiten im Schwerverkehr, bei Hochleistungsfahrzeugen und bei Booten bereits an solchen Anwendungen

Ausserdem ist Wasserstoff auch für die saisonale Speicherung von überschüssigem Sommerstrom wichtig. Damit lässt sich im Winter Strom und Wärme produzieren. swisscleantech Mitglied Energie 360° AG dazu arbeitet an Lösungen.

Präsentationen 

Wasserstoff als Energieträger 
Prof. Dr. Markus Friedl, Hochschule für Technik Rapperswil

Politische Einbettung zum Thema Wasserstoff
Anja Kollmuss, swisscleantech 

Projektpräsentationen von swisscleantech-Mitgliedern

• Andreas Kunz, Leiter Energie Anlagen, Energie 360° AG
• Rolf Huber, Präsident des Verwaltungsrats, H₂ Energy AG 
• Franziska Steidle-Sailer, Strategic Market Development Manager, Swiss Sustainable Yachts AG – AQUON 
• Frédéric Veloso, Strategy and Business Development Director, GreenGT

Herzlichen Dank an unsere Mitglieder Energie 360° AG, H2 Energy AG, Swiss Sustainable Yachts AG – AQUON und GreenGT.