Automatisierung und Elektrotechnik für Wasserstoff Molekül der Möglichkeiten: Braucht grüner Strom auch Wasserstoff?

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Ein Elektrotechnik-Spezialist entdeckt die Liebe zu Molekülen: Nicht ganz uneigennützig arbeitet Phoenix Contact an der Vision der „All Electric Society“ – und entdeckt neben elektrischem Strom auch stoffliche Energieträger.

An Visionen für eine schöne neue und natürlich grüne Welt mangelt es nicht: Da dreht sich das Windrad an einem strahlendblauen Himmel, aus dem die Sonne auf grüne Wiesen und PV-Panel scheint. Das Elektroauto steht friedlich neben dem – natürlich elektrischen- Lastenrad und das ‚Smart Home‘ passt den Stromverbrauch an den Marktpreis an. Wird Ihnen da warm ums Herz? Dann liegt es gewiss an der elektrischen Wärmepumpe oder einer Infrarotheizung. Denn Gas und Öl fehlen in der postfossilen Idee natürlich völlig. Strom kommt aus der Steckdose – aber auch alles andere. „All Electric Society“ nennt der Elektrotechnik- und Automationslösungsanbieter Phoenix Contact die Idee einer Wirtschaft, in der emissionsfreie Elektronen alle Bedürfnisse vom Heizen bis zur Mobilität befriedigen. Schade, dass man die massenlosen Teilchen nicht auch noch Essen kann… Dann könnten Elektronen wirklich alles, könnte man meinen.

Übrigens ist die Electric Society keine geschlossene Gesellschaft: Wer einen Ausflug in eine mögliche fossilfreie Zukunft machen möchte, braucht dazu keine Zeitmaschine – Nur einen Wegweiser Richtung Ostwestfalen. In Blomberg, auf halber Strecke zwischen Detmold und Dortmund hat der Elektro-Riese die „elektrische Gesellschaft“ im verkleinerten Maßstab realisiert. Der „All-Electric-Society-Park“ hat zwar keine Einwohner, keine Wohnhäuser, kein Rathaus und keinen Busbahnhof, ansonsten realisiert das Gelände am Phoenix-Contact-Hauptsitz aber die Vision des grünen Quartiers von der Energieerzeugung über das Speichern bis zur Heiz-/Kühltechnologie und Elektro-Tankstelle vollständig.

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Alles ganz schön elektrisierend hier. Und trotzdem diskutiert man gerade 15 Kilometer weiter zwei Tage lang über Moleküle. Genauer darüber, wie aus elektrischer Energie physische Rohstoffe werden. Das Mittel zum Zweck: Das Wundergas Wasserstoff.

Hätte, Hätte, Wasserstoff-Wertschöpfungskette

Denn Wasserstoff könnte nahezu jedes Problem lösen: Ob als Speicher für Wind- und Sonnenstrom in der Dunkelflaute, als Treibstoff für die emissionsneutrale Mobilität, als Baustein postfossiler Wertschöpfung in Metall, Chemie oder Baustoffindustrie oder um große Energiemengen schneller durchs Pipelinenetz zu jagen, als es jede Stromautobahn könnte. Wasserstoff ist ein krasser Stoff, für den es nahezu unendliche Anwendungsszenarien gäbe.

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Gäbe. Denn nennenswerte Mengen des begehrten „grünen“ Elektrolyse-Wasserstoff sind weit und breit nicht aufzutreiben. Endet die Defossilierung der Molekülwirtschaft, ehe sie so richtig begann? „Das Thema ist jetzt, wie wir den Markthochlauf schaffen können“, erklärt Prof. Dr. Christof Wetter, der an der FH Münster die Entwicklung von Wasserstoffprojekten erforscht. Aus Ansicht des H2-Experten ist das Wundergas unumgänglich, um in einer postfossilen Welt Energie speicherbar zu machen. An guten Ideen dafür herrscht kein Mangel. Doch der Weg noch weit – entsprechend macht sich der Forscher auf den System Integration Days von Phoenix Contact für die Nutzung von Wasserstoff aus allen Quellen stark – aus Elektrolyseprozessen, methanbildenden Biogasanlagen oder für eine Übergangszeit auch durch aus Erdgas gewonnenen „Blauen Wasserstoff“.

Also: Was genau machen die H2-Moleküle bei einem Unternehmen, dass die ganze Welt elektrifizieren möchte? Wasserstoff braucht schließlich keine Klemmen, Stecker oder Umformer – das klassische Spielfeld der Blomberger – wo steckt da aus Sicht eines Elektrotechnik-Spezialisten das Potenzial? „Wir kommen zwar von den Elektronen, unterstützen aber die Moleküle“, erklärt Thomas Oesselke, der bei Phoenix Contact das Power-to-X-Geschäft entwickelt. „Mit Produkten, klar, aber auch zunehmend mit Lösungen und Dienstleistungen“ – immerhin sei „Power to X ein Schlüsselbaustein der All-Electric-Society“.

Mehr als Moleküle? Warum Wasserstoff 2023 im Mittelpunkt steht

Welche Bedeutung die Ostwestfalen dem Thema „aus (elektrischer) Energie mach X“ beimessen zeigt sich daran, dass die System-Integration-Days im Phoenix-Contact-Jubiläumsjahr 2023 quasi vollständig im Zeichen von Wasserstoff, Brennstoffzellen oder Elektrolyseprozessen stehen – kleine Ausflüge in die Welt der Laststeuerung und Netzstabilisierung inklusive. Oesselke jedenfalls ist – allen Unkenrufen zum Trotz die H2 für eine teure Energieverschwendung halten – überzeugt: „In zehn bis fünfzehn Jahren wird niemand mehr über Wasserstoff lachen.“

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„Wir werden bereit sein” – Wird Wasserstoff der erhoffte Heilsbringer?

Doch erstmal muss er her, der Stoff – Erst die Verfügbarkeit von günstigem Gas könnte das zentrale Henne-Ei-Problem der Wasserstoffwirtschaft lösen: Die Frage, ob zuerst das Angebot eine Nachfrage stimulieren soll, oder es besser wäre zu warten, bis sich eine Nachfrage gebildet hat. Aber wie soll Wasserstoff günstiger werden? Die in anderen Branchen vielzitierten Skaleneffekte sind in der Elektrochemie schwer zu realisieren – soll ein Elektrolyseur „wachsen“ werden typischerweise einfach zusätzliche Zellen zugeschaltet. Auch Prof. Wetter gibt zu bedenken: „Wir erleben derzeit eine Findungsphase der Systemtechnik“.

Einen wesentlichen Beitrag dazu könnte die Serialisierung und Automatisierung der Zellproduktion liefern, die nach Ansicht von Experten bei höheren Stückzahlen unvermeidlich wäre. Trotzdem bleibt der Löwenanteil der Gestehungskosten bei der H2-Produktion Energiekosten. Klar: Wenn aus Power das vielzitierte X werden soll, muss die Power erst einmal her. Kommen dann noch die unvermeidlichen Umwandlungsverluste dazu, sieht der Defossilierungs-Superstar schnell alt aus.

Dezentral das große Rad drehen

Vielleicht muss man die H2-Wende aber vorerst auch ganz anders denken: Kleiner, dezentraler und unabhängiger. War bisher die Stromversorgung eine Einbahnstraße von wenigen großen Kraftwerken über ein zentral gesteuertes Netzwerk zu industriellen und privaten Verbrauchern, könnte sich das nach Vorstellung der Energiewende- Apologeten ändern. Wenn mehr und mehr Haushalte aus der Rolle des reinen Verbrauchers schlüpfen und dank Dach-PV-Anlagen selber Strom erzeugen, kann von der Einbahnstraße keine Rede mehr sein.

Dossier Wasserstoff 5

Aufbruch ins Wasserstoff-Zeitalter

Das könnte auch das Stromnetz verändern: Weg vom Denken im Großen, hin zu kleinen Netzabschnitten, in denen Energie lokal zwischen den Akteuren getauscht wird. Auf diese Weise muss nicht erst gewartet werden, bis die versprochenen Fernleitungen endlich kommen. Allerdings bräuchten auch diese dezentralen Netze Speicher und Puffertechnologien. Für kleinere Energiemengen oder kurze Speicherzeiten würden sich natürlich Batteriespeicher eignen, doch verlieren die Akkumulatoren nach und nach an Spannung. Im Sommer Strom einzuspeichern und im Winter abzurufen, erfordert stoffliche Energiespeicher.

Und das nicht nur im Kleinen: Experten gehen davon aus, dass die deutsche Energiewende rund 10 Millionen Megawatt Speicherkapazität erfordern würde.

Also, Elektrolyseur statt Batterie?

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