Suchen

Energiewende

Wasserelektrolyse: Wie ist der Stand der Dinge, wie der Ausblick?

| Autor/ Redakteur: Hans-Jürgen Bittermann / Wolfgang Ernhofer

Eine Schlüsselrolle bei der Integration erneuerbarer Energien könnte die Wasserelektrolyse spielen. Wie sind aktuelle Forschungsergebnisse, wie könnte die Zukunft aussehen und welche Herausforderungen gilt es zu meistern?

Firmen zum Thema

Wasserstoff eignet sich ideal für das langfristige Speichern von Energie. Erneuerbare Energiequellen werden so optimal genutzt.
Wasserstoff eignet sich ideal für das langfristige Speichern von Energie. Erneuerbare Energiequellen werden so optimal genutzt.
(Bild: Thyssenkrupp)

Kurzer Blick zurück in den Chemieunterricht: Bei der Elektrolyse wird Wasser mithilfe von elektrischer Energie in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Blick auf Gegenwart & Zukunft: Der Wasserstoff kann als Energiequelle gespeichert und bei Bedarf wieder in Elektrizität umgewandelt werden – ein attraktiver Kreislauf. Funktioniert das auch außerhalb von Kleinserien?

In der Studie ‚Indwede – Industrialisierung der Wasserelektrolyse in Deutschland‘ (Herausgeber: Now) wird bis zum Jahr 2050 ein erheblicher Ausbau an installierter Elektrolysekapazität im zweistelligen Gigawattbereich erwartet. Jedoch werden heutige Anlagen meist unter Manufakturbedingungen und in Kleinserie hergestellt. Die zentralen Fragen lauten deshalb: Wie kann sichergestellt werden, dass die Wasserelektrolyse zukünftig als leistungsfähige Technologie verfügbar sein wird? Und: Welche Herausforderungen bestehen beim Aufbau einer Gigawatt-Elektrolyseindustrie in Deutschland?

Bildergalerie

Stand und Entwicklungspotenzial der Wasserelektrolyse

Bereits heute befinden sich die alkalische aber auch zu weiten Teilen die PEM-Elektrolyse in einem technisch ausgereiften Zustand. Alleine die Skaleneffekte lassen eine erhebliche Kostenreduktion erwarten. Geeignete Verfahren für höhere Produktionsvolumina sind grundsätzlich aus anderen Anwendungen und Industrien bekannt und werden in der Zulieferindustrie bereits auch heute partiell eingesetzt. Existierende Herstellverfahren können mit geringem Aufwand auch im größeren Umfang in der Elektrolyseindustrie eingesetzt werden.

Ein Beispiel: Thyssenkrupp hat eine Lösung entwickelt, die die großtechnische Produktion von Wasserstoff aus Strom wirtschaftlich attraktiv macht. Die Technologie verfügt über ein bewährtes Zelldesign gepaart mit einer besonders großen aktiven Zellfläche. Durch die Weiterentwicklung und Optimierung der Zero-Gap-Elektrolysetechnologie (nahezu keine Lücke zwischen Membran und Elektroden) werden Wirkungsgrade von mehr als 82 % erzielt.

Ermittlung des zukünftigen Bedarfs an Elektrolyseuren und Komponenten

Die im Rahmen der Studie betrachteten Szenarien zur Entwicklung des Energiesystems in Deutschland resultieren in einem Ausbaukorridor von 137 bis 275 GW an installierter Elektrolysekapazität bis zum Jahr 2050. Die prognostizierten Nachfragebedarfe an Komponentenbauteilen für Elektrolyseure werden aller Voraussicht nach weder kurz- noch langfristig zu Lieferengpässen führen. Allerdings konnten bei einigen Komponenten und Materialien Single-Source-Problematiken mit Blick auf die existierenden Lieferketten festgestellt werden. Diese basieren jedoch nicht auf exklusiven Schutzrechten o.Ä. Der künftige Markthochlauf werde für einen ausreichend dynamischen Wettbewerb sorgen, zeigt sich die Studie optimistisch.

* Der Autor ist Freier Mitarbeiter der PROCESS.

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de (ID: 45823157)