KOMPENDIUM-2.0

Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHCR) -
Technologie diskutiert. Diese chemische Speicherung
von Wasserstoff in Trägerflüssigkeit ermöglicht
Lagerung und Transport bei Umgebungsdruck (1
bar) und Normaltemperatur (20° C). Die Reduktion
von Explosionsgefahr und Kühlbedarf wird mit einer
Verschärfung des Volumenproblems erkauft.
Der Transport eines Energiebetrags von 600 TWh
jährlich erfordert den Transport von 345 Mio. m 3 der
organischen Trägerflüssigkeit. Das entspricht der
Transportkapazität von ca. 600 Tankschiff-Ladungen
mit je 500.000 m 3 . Wenn an jedem Ende der Transportstrecke
ein Dreimonats-Vorrat an LOHC Flüssigkeit
für die Zwischenlagerung vorhanden sein soll,
müssen rund 150 Mio. m 3 LOHC-Trägerflüssigkeit
vorgehalten werden. Das ist das Anderthalbfache
des jährlichen deutschen Rohöl-Imports.
Man könnte auch den Flüssigtransport mit einer
organischen Trägerflüssigkeit in einer Pipeline erwägen.
Bei einer mittleren Strömungsgeschwindigkeit
von 5km/h lassen sich in einem Rohr mit dem
Querschnitt von Nordstream-2 jährlich 45 Mio.
m 3 LOHC transportieren. Für den Transport wären
dann acht Leitungen je Richtung mit einem Stahlbedarf
von 42 Mio. t erforderlich.
Nutzung „überschüssiger“ Energie zur Wasserstoff-Elektrolyse
Eine weitverbreitete Vorstellung besteht darin, dass
man mittels Wasserstoff die „überschüssige“ Produktion
von Windkraft- und PV-Anlagen elegant
nutzen könnte. Leider verkennt diese Idee, wie stark
die Wind- und PV-Stromproduktion schwankt: Die
Überschussproduktion steigt mal auf Werte über
200.000 MW an. Trotzdem sinkt die überschüssige
Leistung regelmäßig auf null. Eine genauere Analyse
10 zeigt, dass für die Dauer von fünf Monaten im
Jahr keine Überschüsse vorhanden sind. Für diesen
Zeitraum würden sämtliche Elektrolyseanlagen
mangels überschüssiger Leistung stillstehen. Wenn
die Wind- und Solarkapazitäten gegenüber heute
verfünffacht werden, entsprechen die Überschüsse
einer Energiemenge von 320 TWh. Um diesen Betrag
zu ernten, müssen Elektrolysekapazitäten von
weit über 100.000 MW geschaffen werden. Aufgrund
der Elektrolyseverluste von rund 30 % entspricht der
elektrolysierte Wasserstoff einem Energiewert von
maximal 220 TWh. Nach Speicherung und Wiederverstromung
bleiben 65 TWh übrig. Das entspricht
der Jahresproduktion von fünf Großkraftwerken.
Erkauft würde diese marginale Strommenge durch
eine Verfünffachung der Wind- und Solarleistung.
Fazit
Zwei fundamentale und unabänderliche physikalische
Kenngrößen machen den Wasserstoff-Transport
aufwändig: Die Gaskonstante und die Dichte
des flüssigen Wasserstoffs. Da die Gaskonstante
ungefähr den vierzehnfachen Wert der Gaskonstante
von Luft hat, bedarf es extrem hoher Drücke, um
größere Mengen gasförmigen Wasserstoff zu speichern.
Die extrem geringe Dichte flüssigen Wasserstoffs
(zahlenmäßig entspricht sie der Dichte von
Styropor) hat zur Folge, dass hunderte Millionen
Kubikmeter zu transportieren sind, um nennenswerte
Energiebeträge zu importieren.
Die Elektrolyse nennenswerter Wasserstoffmengen
im Land scheitert aufgrund der geringen Energiedichte
der strömenden Luft und der Sonneneinstrahlung
letztlich am Flächenbedarf der erforderlichen
Wind- und Solaranlagen. Grüner Wasserstoff aus
deutschem Überschussstrom kann daher energietechnisch
nur eine Nebenrolle spielen und verlagert
die Importabhängigkeit nur in andere Länder. Der
Import großer Wasserstoff-Mengen aus dem Ausland
erweist sich als extrem aufwändig.
Im Kontext neuer Stromerzeugungstechnologien, die
eine kontinuierliche Leistungsbereitstellung bei
geringer Flächeninanspruchnahme erhoffen lassen
(vgl. Abschnitt 6), ist eine größere Bedeutung von
Wasserstoff perspektivisch denkbar.
Sonstige Optionen?
Regelmäßig wird von vermeintlich neuen
bahnbrechenden Ideen berichtet. Ringwallspeicher,
Betonkugeln auf dem Meeresboden
und ähnliche Konzepte geistern immer wieder
durch die Medien. Eine vertiefte Betrachtung
erübrigt sich, da sie einfachen Plausibilitätsprüfungen
nicht standhalten.
Oftmals wird auch die Förderung der
Elektromobilität mit der Hoffnung begründet,
dass eine große Flotte privater E-
Fahrzeuge im Sinne einer “Schwarmintelligenz”
zum Ausgleich von Stromproduktion
und Verbrauch beiträgt Smart Meter würden
genau dann zum Laden animieren, wenn die
Produktion aus Sonne und Wind gerade
ergiebig ist.
Diese Vorstellung wird halbwegs realistisch,
wenn man den Fahrzeugbestand vervielfacht
und den Besitzern der Fahrzeuge jede Autonomie
bezüglich des Einsatzes nimmt. Eine
erheblich zu verstärkende Fahrzeugflotte
16