Ein deutscher Forscher hat eine Möglichkeit gefunden, Wasserstoff flüssig und ohne Druck zu lagern. Mit einem eigenen Start-up bringt er die Technologie nun auf den Markt – in Deutschland und den USA.

Daimler, Hyundai, Toyota: Fast jeder der großen Hersteller entwickelt Autos mit Brennstoffzellen oder hat sogar schon Modelle auf dem Markt. Der nötige Wasserstoff lässt sich elegant mit überflüssigem Windstrom gewinnen, der Wasser per Elektrolyse in Sauerstoff und Wasserstoff spaltet. Wind-to-Gas nennt sich die Technik. Noch ist das alles nicht ganz günstig – aber vielversprechend.

„Wasserstoff ist das Erdöl der Zukunft“, sagt Daniel Teichmann – und er arbeitet daran, seine Prognose wahr zu machen. Denn mit seinem jungen Unternehmen „Hydrogenious Technologies“ hat er ein Verfahren entwickelt, um das Gas in einem Öl einzulagern. Der Vorteil: So lässt sich der leicht brennbare Wasserstoff statt in großen Tanks flüssig und ohne Druck speichern – und der Transport wird absolut ungefährlich. Liquid Organic Hydrogen Carrier, kurz LOHC, heißt dieses Verfahren.

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next mobility news 09.07.2020 | Autor / Redakteur: Holger Holzer

Die E-Fuels könnten den Verbrennungsmotor klimafreundlicher gestalten. Trotzdem kommen sie noch nicht auf den Markt, wofür Befürworter der Technik gerne der Elektroauto-Lobby die Schuld geben. Doch gibt es andere Gründe für die mangelnde Verfügbarkeit des strombasierten Sprits.

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Als kurzfristige Strategie zur Senkung des CO2-Ausstoßes hat die Politik sich daher bereits vor längerem für das Batterie-Elektroauto entschieden. Auch, weil die begrenzte Menge an erneuerbarer Energie dort effizienter eingesetzt werden kann. Wird Strom nicht direkt vertankt, sondern zunächst mit Verlusten für die Produktion von E-Fuels verwendet, die dann wiederum mit Verlusten im Verbrennungsmotor verbrannt werden, sinkt der Gesamtwirkungsgrad des Systems deutlich. Lediglich 13 Prozent stehen am Ende in der Bilanz – selbst die wenig effizienten Brennstoffzellenautos schneiden da besser ab. Solange sauberer Strom knapp ist, soll er also vornehmlich ins E-Auto fließen. So gesehen ist das Batteriemobil tatsächlich ein Konkurrent des E-Fuel-Autos.

Ein Wundermittel zur Heilung der Umwelt wären E-Fuel-Autos aber selbst bei ausreichender Verfügbarkeit von grünem Strom nicht, wie zuletzt eine Studie des Instituts für Energie- und Umweltforschung (ifeu) im Auftrag des Umwelt-Bundesamts (UBA). Demnach können sie zwar zur Reduzierung des CO2-Ausstoße beitragen, belasten die Umwelt aber an anderer Stelle: Der für die Synthese nötige Kohlenstoff muss als CO2 aus Abgasen, der Luft oder aus Biomasse gewonnen werden. Daraus resultieren Umweltbelastungen – von der Emission von Feinstaub über Überdüngung bis hin zur Versauerung von Böden und Gewässern. Zudem benötigt der Bau der Wind- und Photovoltaikanlagen, der Synthese-Einrichtungen und der Transportinfrastruktur Rohstoffe, was mit Emissionen in Luft und Wasser verbunden ist. Letztgenannte Probleme treffen allerdings auch auf die große Konkurrenztechnologie des E-Fuels zu: die Batterie-Elektroautos. Auch ihre Umweltbilanz wird durch den Bau der Energie-Infrastruktur belastet.

Langfristig dürfte sich die aktuelle, auch ideologisch geprägte Konkurrenzsituation beider Techniken auflösen. Wenn auch wohl zunächst nicht beim Pkw. Sondern vor allem da, wo Batterie-Elektromobilität keine Option ist, etwa in Flugzeugen, für die große Akkus zu schwer wären. Oder bei Langstrecken-Lkw. Der Klimaschutzplan der Bundesregierung etwa sieht vor, dass bis 2030 etwa ein Drittel der Fahrleistungen im schweren Güterverkehr elektrisch oder auf Basis strombasierter Kraftstoffe realisiert wird.

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Sie sind teurer und leistungsschwächer als E-Autos und brauchen dreimal so viel Strom. Der Akku hat gewonnen. Wasserstoff sollte für Chemie benutzt werden. Streitschrift eines Physikers.  Artikel  EDISON Jul 5, 2020 Frank Wunderlich-Pfeiffer

Ausschnitte aus dem Artikel

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Wasserstoffstrategie sollte sich auf Chemie konzentrieren

Bei all den zweifelhaften Versuchen, Wasserstoff als Energiespeicher zu etablieren, ist es schade, dass die ernsthaften Anwendungen des Wasserstoffs in seiner Funktion als chemischer Stoff nur am Rande eine Rolle spielen. Er wird beispielsweise im Haber-Bosch-Prozess zur Ammoniak-Herstellung benötigt, der die Grundlage für Stickstoffdünger und praktisch alle anderen Stickstoffverbindungen in der Chemie ist. Wasserstoff als Reduktionsmittel in der Metallverhüttung würde dort CO2-Emissionen reduzieren. Derzeit wird Kohlenmonoxid aus verbrannter Kohle verwendet, um Eisenoxid zu metallischem Eisen zu reduzieren.

Für solche Zwecke ist es notwendig, eine umweltfreundliche Wasserstoffproduktion auf Grundlage von Wasserelektrolyse aufzubauen. Denn zurzeit wird Wasserstoff meist aus Methan hergestellt, mit CO2 als Abfallprodukt. Die Anlagen sind in der Chemie ohnehin notwendig. Wenn sie einmal laufen, kann nach einer Verwendung für Überschüsse gesucht werden, die es zur Vermeidung von Engpässen immer geben wird. Sie könnten etwa in organischen Wasserstoffträgern oder Metallhydridspeichern zwischengelagert werden.

Die Verwendung von Überschüssen sollte aber nie der primäre Zweck sein. In der Wasserstoffstrategie ist vorgesehen, organische Wasserstoffträger über Pipelines und Öltanker zu transportieren. Aber dabei geht ein Viertel der Energie verloren. Im Vergleich zu Öl müsste wenigstens die zehnfache Menge transportiert werden und sie müssten nach der Verwendung zum erneuten Beladen auch wieder zurückgebracht werden.

Wasserstoff nur als Nebenprodukt Chance

Die Transport- und Speicherprobleme, die hohen Kosten und Energieverluste bei der Nutzung von Wasserstoff machen ihn als Energiespeicher in fast allen Bereichen zur schlechtesten Wahl. In den meisten Fällen ist selbst einfache thermische Speicherung von Strom in Form von heißen Steinen effizienter als der Umweg über die Wasserstoffgewinnung, sowohl für Heizzwecke als auch zur Stromrückgewinnung.

Die Orientierung am chemischen Bedarf für Wasserstoff wäre ein besserer Ansatz für eine Wasserstoffstrategie. Es wird bei den Diskussionen leicht vergessen, dass die Lithium-Ionen-Akkus für die Elektroautos niemals für Elektroautos entwickelt wurden, sondern für Laptops, Handys und andere Kleingeräte. Dort gab es ganz ohne staatliche Subventionen einen wirtschaftlichen Bedarf an immer besseren Akkus. Die Revolution in der Elektromobilität war dabei nie geplant und wurde nur zufällig möglich, weil die Akkutechnik gut genug wurde und kommerziell erfolgreiche Akkufabriken bereits existierten.

Die Klimabilanz der Stromer ist falsch berechnet, behaupten ehemalige Automanager in einer Studie. Sie raten deshalb zu einer stärkeren Förderung synthetischer Kraftstoffe.

Artikel von EDISON Jul 9, 2020 Lara Janssen

Wer ein Elektroauto besitzt, kann sich sicher sein, moralisch auf der besseren Seite zu stehen. Falsch – besagt eine aktuelle Studie der Unternehmensberatung Stahl Automotive Consulting (SAC) aus Grünwald bei München. Befürworter der Elektromobilität unterlägen einer Illusion, warnt in der Studie der ehemalige BMW-Manager Martin Stahl, der SAC 2011 gründete. Denn die vermeintlich positive Klimabilanz von Elektroautos beruhe auf falschen Annahmen. Besser für die Umwelt wäre es, die Produktion von synthetischen Kraftstoffen zu beschleunigen.

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Synthetischer Sprit als bequeme Lösung

Die Herausgeber der Studie stellen fest: Elektrofahrzeuge liegen in ihrer CO2-Bilanz hinter Wasserstoff-Fahrzeugen mit Brennstoffzelle und Fahrzeugen mit synthetischen Kraftstoffen, auch Synfuels genannt. Letztere seien die effizienteste Variante, um CO2 einzusparen.

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Was die Studie nicht benennt

Klimaneutral und günstig für die Autoindustrie – das klingt gut. Doch auch Synfuels sind umstritten. Das Heidelberger Institut für Energie- und Umweltforschung ifeu etwa hat untersucht, ob die Herstellung der Umwelt schadet. Ihr Ergebnis: Synthetische Energieträger hätten das Potential Treibhausgase einzusparen, aber selbst bei hundertprozentiger Nutzung von Strom aus erneuerbaren Quellen bestünde die Gefahr, dass Luft, Gewässer und Umwelt stärker belastet werden.

Die Produktion des Kraftstoffs ist sehr energieintensiv, der Wirkungsgrad der Antriebe entsprechend gering. In der SAC-Stude wird der Aspekt nur mit einem Satz erwähnt: „Setzt man erneuerbare Energien vor allem in sonnenreichen Gebieten ein, um diese Kraftstoffe zu erzeugen, wird der Effizienznachteil mehr als ausgeglichen.“

Bei der Herstellung von Synfuel bleiben von 100 Prozent der investierten Energie laut Hochrechnungen nur zwei Prozent übrig, die als Treibstoff dienen können. Der Rest geht auf dem Produktionsweg verloren.

Wirtschaftlich würde es in Szenarien erst, wenn der Öko-Sprit in sonnenreichen Gebieten Afrikas wie in Ghana oder im Senegal mit Hilfe von Fotovoltaik gewonnen wird. Der Aufbau der Produktionsanlagen in diesen Ländern sowie der Logistik würde allerdings Milliardensummen verschlingen. Gäbe es in diesem Ausmaß Fotovoltaik-Anlagen, könnte die gewonnene Energie ebenso gut in Elektroantriebe fließen – mit einem niedrigeren Energieverlust.

Auch das blendet die Studie aus.

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