Windenergie und Wasserstoff: Schneller Erfolg für die Energiewende?

„Wasserstoff bekommt eine zentrale Rolle bei der Weiterentwicklung und Vollendung der Energiewende“ – So steht es in der Nationalen Wasserstoffstrategie der Bundesregierung vom Juni 2020.

„Wasserstoff bekommt eine zentrale Rolle bei der Weiterentwicklung und Vollendung der Energiewende“ – So steht es in der Nationalen Wasserstoffstrategie der Bundesregierung vom Juni 2020. Dabei steht Wasserstofferzeugung oft in Verbindung mit Offshore-Wind. Die Ingenieur- und Managementberatung Ramboll untersucht zudem, ob sich zusätzlich auch alte Windanlagen an Land dafür eignen.

Auch wenn die möglichen Vorteile der Verwendung des ersten chemischen Elements bereits lange bekannt sind, gleichen die letzten Monate einer Renaissance. In den Medien wird Wasserstoff als Schweizer Taschenmesser der Energiewende gepriesen, eignet es sich doch als vielfältig einsetzbarer Energieträger in Brennstoffzellen, als Grundstoff in der Chemie oder zur Speicherung überschüssigen Stroms aus Erneuerbaren Quellen. Letztere Eigenschaft wird nicht zuletzt im Konjunkturpaket mit Offshore-Windenergie in Verbindung gebracht und bereits in konkreten Projekten umgesetzt. So plant unter anderem Dänemark die Errichtung von Energieinseln in Nord- und Ostsee, um dort erzeugte Windenergie mittels Elektrolyse in Wasserstoff umzuwandeln und per Gasleitung oder Schiff ans Festland zu bringen. Herausfordernd ist vor allem die schwierige Netzanbindung und der Mangel an Abnehmern des offshore hergestellten Wasserstoffs.

Neue Optionen für alte Windparks

Eine Ergänzung zur massenhaften Erzeugung auf dem Meer, könnte die dezentrale Elektrolyse von Wasserstoff sein, zum Beispiel mit Hilfe von Onshore-Windanlagen. Dort sind die Windparks zwar kleiner und die teure Installation von Elektrolyseuren fällt mehr ins Gewicht, allerdings liegen Stromerzeugung und Wasserstoffabnahme näher als auf hoher See.

Die Ingenieur- und Managementberatung Ramboll analysiert diese Variante bei einem deutschen Windpark. Die aus acht Turbinen bestehende Anlage fällt in Kürze aus der EEG-Förderung und der Betreiber sucht eine rentable Möglichkeit für den Weiterbetrieb. Bisher gab es dafür drei Alternativen: Verkauf des Stroms an der Strombörse oder über Direktverträge (PPA), Neubau oder Rückbau der Anlagen. Die Analyse von Ramboll geht über diese Ansätze hinaus und umfasst auch die direkte Umwandlung des erzeugten Stroms mittels Wärmepumpe oder Elektrokessel in Wärme und Produktion von Wasserstoff durch Power-to-Gas-Technologie. Jedoch ist die Erzeugung allein nicht der Schlüssel zum Erfolg. Für ein funktionierendes Geschäftsmodell braucht es die entsprechende Abnahme des Wasserstoffs. Der Handlungsdruck ist in der Industrie und der Mobilität am größten, dies sieht auch die Stoßrichtung der Nationalen Wasserstoffstrategie vor. Um den Verkaufspreis des Wasserstoffs so gering wie möglich zu halten, sollte die Abnahme nah an der Erzeugung liegen oder sogar neu aufgebaut werden, weshalb die Suche nach den Abnehmern ein essenzieller Baustein für eine erfolgreiche Projektumsetzung ist. Die Rentabilität des Weiterbetriebs des Windparks mit Wasserstoff- und Wärmeproduktion wird in Geschäftsmodellberechnungen bewertet. Die ersten Ergebnisse aus dem Projekt werden im Oktober 2020 erwartet.

Vernetzt Denken auch bei Wasserstoff

Erzeugung und Verbrauch müssen gemeinsam gedacht werden. Wie das oben genannte Projektbeispiel zeigt, muss bei der Erzeugung von Wasserstoff immer auch ein Schritt weitergedacht werden. Egal ob die Verbraucher aus dem Bereich ÖPNV, der Industrie oder dem privaten Bereich kommen, meist stehen die Elektrolyseure nicht direkt neben der Abnahme – eine ganzheitliche Bewertung von Erzeugung, Transport und Abnahme sollte daher immer Teil der Planung sein. Darüber hinaus kann die Verwendung der Abwärme und des Sauerstoffs als Nebenprodukte der Wasserstofferzeugung sowie zusätzliche Wärmeerzeugung mittels Power-to-Heat das Geschäftsmodell verbessern.

Eine effiziente und nachhaltige Nutzung von Wasserstoff und somit ein entscheidender Beitrag zur Energiewende ist nur mit vernetzten Ansätzen möglich. Wichtige Akteure bei der Umsetzung sind deshalb vor allem Kreise und Kommunen. Diese können in kleinem Maßstab den Aufbau von H-Tankstellen für beispielsweise wasserstoffgetriebene Müllfahrzeuge und Busse zur Abnahme von Wasserstoff aus nahegelegenen Windanlagen erproben und weitere Einsatzmöglichkeiten identifizieren.

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