Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTSFraunhofer-Gesellschaft erstellt Wasserstoff-Roadmap für Deutschland
»Grüner« Wasserstoff und seine Syntheseprodukte werden eine zentrale Rolle für die Treibhausgasneutralität aller energieverbrauchenden Sektoren, insbesondere Verkehr und Industrie, einnehmen. Derzeit strebt die Bundesregierung an, eine Nationale Strategie Wasserstoff (NSW) vorzulegen. Die Fraunhofer-Institute für System- und Innovationsforschung ISI, für Solare Energiesysteme ISE, für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS und für Keramische Technologien und Systeme IKTS haben den an der Strategieentwicklung beteiligten Ministerien (BMBF, BMU, BMWi, BMVI, BMZ) sowie dem Kanzleramt wissenschaftliche Positionen zur Elektrolyse und Wasserstoffnutzung zur Verfügung gestellt.
Das Fraunhofer-Positionspapier zeigt verschiedene Pfade des Markthochlaufs auf und schlägt mögliche Maßnahmen zur Realisierung vor, etwa die Anpassung des regulatorischen Rahmens für Steuern, Abgaben und Umlagen auf Strom zur Stärkung der Sektorenkopplung, die Förderung von Demonstrationsprojekten, die Schaffung international einheitlicher Regularien und Standards sowie den Abbau regulatorischer Hemmnisse für Brennstoffzellenfahrzeuge und Wasserstoff-Tankstellen.
Elektrolyse als zentrale Technologie
Elektrolyse wird in Deutschland zu einer entscheidenden industriepolitischen Komponente werden, nicht nur für die Wasserstofferzeugung, sondern auch als Flexibilitätsoption im deutschen Stromnetz und als Kerntechnologie für den internationalen Exportmarkt. Studien gehen von einem Wachstum der installierten Kapazität auf 50 bis 80 GW bis 2050 aus. Dafür müssen umgehend jährliche Zuwachsraten von Elektrolyseuren im zweistelligen MW-Bereich und bis Ende der 2020er Jahre im Bereich von 1 GW erreicht werden.
Internationale Energiepartnerschaften
Großmaßstäblich werden Elektrolyseure in internationalen Regionen ihren Einsatz finden, in denen die Stromgestehungskosten durch PV- und Windkraftanlagen bei unter 3 ct/kWh und die Volllaststundenzahl solcher Anlagenparks bei mindestens 4000 pro Jahr liegt. Dies ermöglicht den Eintritt in einen globalen Handel mit erneuerbaren Energien, da Wasserstoff und darauf aufbauende Syntheseprodukte zu international konkurrenzfähigen Kosten hergestellt werden können.
Unikale Kompetenzen des IKTS
Das Fraunhofer IKTS entwickelt und arbeitet an der Aufskalierung der Hochtemperaturelektrolyse sowie an Syntheseprozessen zur Nutzung des grünen Wasserstoffs. »Aufgrund ihrer hohen Effizienz kann die Hochtemperaturelektrolyse einen wichtigen Beitrag bei der Bereitstellung von Wasserstoff und Synthesegas für die Sektorenkopplung leisten«, erklärt Dr. Matthias Jahn, Leiter der Abteilung Chemische Verfahrenstechnik. Die bei 800 °C betriebenen Elektrolyseure basieren auf keramischen Festoxid-Zellen und erzielen einen elektrischen Wirkungsgrad von 80 %.