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Wasserstoff: Energiequelle mit Zukunftspotential

Last updated on 20. Januar 2020

Interview mit Dr. Daniel Teichmann, Gründer und CEO von Hydrogenious LOHC Technologies

Wasserstoff als nahezu emissionsfreie Energiequelle kann eine interessante Alternative zu fossilen Energieträgern sein. Allerdings hinkt die derzeitige Infrastruktur für diese Technologie den aktuellen Möglichkeiten noch hinterher. Die Erlanger Firma Hydrogenious LOHC Technologies hat es sich zum Ziel gesetzt, dies zu ändern. Dr. Daniel Teichmann, Gründer und CEO von Hydrogenious spricht im Interview mit Vision Times über die aktuelle Situation, Zukunftsvisionen und die Lösung der schwierigen Lager- und Transportbedingungen der hochreaktiven Wasserstoffmoleküle.

Dr. Daniel Teichmann, Gründer von Hydrogenious steht im Interview mit Vision Times Frage und Antwort (©Hydrogenious LOHC Technologies)

Wasserstoff als Energiequelle der Zukunft ist heute kein unbekanntes Thema mehr. Bereits seit mehr als einem Jahrhundert versucht man das unbestritten große Potential des kleinen Moleküls mit der chemischen Formel Hvollständig zu entfalten.

Hist das meistverbreitete chemische Element auf der Erde, in fast jeder organischen Verbindung enthalten und nahezu emissionsfrei. Es ist reaktionsfreudig und kann große Mengen an Energie speichern und freisetzen, welche mithilfe von Brennstoffzellen in Strom und Wärme umgewandelt werden kann.

Aber wo es Vorteile gibt, gibt es auch Nachteile: Gerade diese Reaktionsfreudigkeit hat bereits im Jahr 1937 mit dem Absturz des Zeppelins „Hindenburg“ durch eine Wasserstoffexplosion an Bord das Vertrauen in die hochexplosive Energiequelle erschüttert. Auch einige Jahrzehnte danach sind Transport und Lagerung von Wasserstoff aufgrund der damit verbundenen Explosionsgefahr immer noch eine Herausforderung. Dieser herausfordernden Aufgabe stellte sich Dr. Daniel Teichmann bereits im Jahr 2009 im Laufe seiner Promotion an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.

Den Lösungsansatz sieht das Forschungsteam rund um Teichmann in der LOHC-Technologie. LOHC steht für „liquid organic hydrogen carrier“. Die Herausforderung bestand zunächst darin, ein nichttoxisches Trägermaterial zu finden, das Wasserstoff gut binden kann, ihn vorübergehend unreaktiv macht, sodass er gefahrenfrei transportiert und gelagert werden kann und ihn dann im entscheidenden Moment ohne großen Energieverlust wieder freisetzt.

Im Jahr 2013 gelang der Durchbruch: ein spezielles Öl wurde entwickelt, das die geforderten Ansprüche erfüllte und zudem wiederverwendbar war. Aufbauend darauf wurde 2013 Hydrogenious LOHC Technologies GmbH in Erlangen gegründet und somit das Zukunftspotential für Wasserstoff als Energiequelle enorm vergrößert.

Dennoch wird dieses Potential bis heute nicht annähernd ausgeschöpft. Die Gründe dahinter und Lösungsvorschläge, wie Wasserstoff zur Energie der Zukunft werden kann, erklärt Dr. Teichmann im nachfolgenden Interview mit Vision Times:

VT: Herr Dr. Teichmann, die Nutzung von Wasserstoff klingt nach einer vielversprechenden Energiequelle der Zukunft – allerdings ist es auch das kleinste Molekül und als Gas diffundiert es durch nahezu jedes Material. Es ist leicht entzündlich, schwer handzuhaben und zu lagern. Mit innovativen flüssigen organischen Wasserstoffträgern können diese Einschränkungen gelöst werden. Wie viel Zukunftspotential sehen Sie dadurch in der Wasserstoffnutzung?

Dr. Teichmann: Die LOHC Technologie von Hydrogenious LOHC Technologies kann die Einführung von Wasserstoff als sauberen Energieträger beschleunigen. Da der Wasserstoff an flüssige organische Trägermaterialien gebunden wird, sogenannte LOHCs (Liquid Organic Hydrogen Carrier) kann er wie herkömmliche Treibstoffe auf Erdölbasis gehandhabt werden. Die Kosten für den Aufbau einer Infrastruktur um den Wasserstoff zu den Abnehmern zu bringen, werden dadurch deutlich gesenkt. Diese Hürde für eine weitläufige Wasserstoffnutzung fällt weg.

Analyse des Wasserstoffträgermaterials LOHC (© Hydrogenious LOHC Technologies)

In der bestehenden Treibstoffinfrastruktur kann der Wasserstoff über die LOHC Technologie global verteilt werden. Das eröffnet die Möglichkeit, ihn schnell und einfach von Orten, an denen er idealerweise grün erzeugt wird (Anmerkung der Redaktion: CO2neutral), dorthin zu transportieren, wo der Energiebedarf gedeckt werden muss. Außerdem kann der Wasserstoff im LOHC in unterirdischen Tanks in urbanen, dicht besiedelten Gebieten gelagert werden, sogar über lange Zeiträume hinweg.

VT: In Deutschland gibt es zurzeit um die 80, in Österreich erst 4 H2-Tankstellen. Warum wird trotz offensichtlicher Vorteile nicht großflächig in Wasserstofftankstellen investiert?

Dr. Teichmann: Es gibt bisher nur wenige Anbieter, die Wasserstoffahrzeuge serienmäßig auf den Markt bringen. Die Fahrzeughersteller beklagen ein mangelndes Tankstellennetz und die Betreiber von Tankstellen die zu geringe Anzahl von Wasserstofffahrzeugen auf den Straßen. Das ist ein Problem, dass der Markt nicht lösen kann. Politische Rahmenbedingungen, staatliche Anreizsysteme und Förderung müssen einspringen, um ein dichteres Wasserstofftankstellennetz aufzubauen und um gleichzeitig den Verkauf von Wasserstofffahrzeugen anzukurbeln.

Sowohl auf der Fahrzeugherstellerseite, als auch auf der Seite der Tankstellentechnologiehersteller sind die Preise wegen der geringen Stückzahlen bisher sehr hoch. Das könnte über staatliche Förderprogramme ausgeglichen werden bis die Produzenten durch höhere Stückzahlen und die technologische Weiterentwicklung einen geringeren Preis erzielen können.  

VT: Sie erklären auf Ihrer Homepage, dass für die Dehydrierung des Wasserstoffes aus dem Trägermaterial Temperaturen von 300°C notwendig sind. Wie aufwendig ist die Einführung von Wasserstofftankmöglichkeiten bei schon bestehenden Tankstellen? Welche spezifischen Vorkehrungen sind dafür notwendig?

Dr. Teichmann: Der Einsatz der LOHC Technologie an den Tankstellen ändert an dem Tankvorgang nichts und an der davor geschalteten Technik wenig. Was sich ändert ist die Art und Weise wie der Wasserstoff an der Tankstelle gespeichert wird. Im LOHC kann er in unterirdischen Kraftstofftanks gelagert werden. Dies ermöglicht einerseits die Lagerung auch großer Mengen ohne hohen Platzbedarf und reduziert andererseits den Aufwand für Sicherheitsmaßnahmen deutlich, da kaum Wasserstoff in molekularer Form vorhanden sein muss.

VT: Dass CO2reduziert und der Benzin- und Dieselverkehr eingeschränkt werden sollen, ist zurzeit in aller Munde. Was sind die Hintergründe, dass Elektroautos verstärkt als Zukunftslösung diskutiert werden und Wasserstoffautos seltener als Alternative genannt werden, trotz höherer Reichweite von Wasserstoffautos?

Dr. Teichmann: Zunächst muss man festhalten, dass auch ein Wasserstoffauto, mit der Technologie, die heute zum Einsatz, kommt – also der Brennstoffzelle – ein Elektroauto ist. Nur dass der Strom eben nicht aus der Steckdose kommt, sondern in einer Brennstoffzelle der Wasserstoff in elektrische Energie umgewandelt wird. Dadurch wird der Elektromotor angetrieben. Ein im Vergleich zu einem Batterieauto sehr kleiner Akkumulator unterstützt die Dynamik der Energiebereitstellung.

Rein batteriebetriebene Autos sind in ihrer kommerziellen Entwicklung einfach ein Stück weiter als Wasserstoffautos. Hier wurde in den letzten Jahrzehnten vergleichsweise viel mehr investiert. Einen großen Auftrieb erhielten die Elektroautos durch den Hersteller Tesla. So ein Player, der einen ähnlich großen Erfolg in der Öffentlichkeitswirkung erzielen würde, fehlt auf der Seite der wasserstoffbetriebenen Fahrzeuge bisher.

Das zurzeit fehlende flächendeckende Wasserstofftankstellennetz schreckt sowohl die Autohersteller als auch viele potentielle Kunden von Wasserstoffautos ab. Die elektrische Energie hingegen kann man für sein Fahrzeug aus der heimischen Steckdose beziehen.Für kurze Strecken, den individuellen Stadtverkehr mit kleinen Autos wird die Batterie daher die Energiequelle der Wahl bleiben. Für größere Fahrzeuge, die über längere Strecken hinweg gefahren werden, aber auch für die Busflotten des öffentlichen Nahverkehrs ist ein Wasserstoffantrieb die bessere Alternative. Denn nicht nur die Reichweite wird entscheiden, sondern auch die Ladezeit und die Bereitstellung von Wärme zur Beheizung des Innenraums.

VT: Was wäre Ihrer Meinung nach – abgesehen von mehr Tankmöglichkeiten – notwendig, um Wasserstoffautos voranzutreiben?

Dr. Teichmann: Notwendig sind ein größeres Angebot der Fahrzeuge auf dem Markt, attraktivere Fahrzeugmodelle und eine Preissenkung, um Wasserstoffautos zugänglicher zu machen. Wir können davon ausgehen, dass genau dieser Trend in den nächsten Jahren stattfinden wird.

Hyundai und Toyota legen bereits vor. Europäische Autohersteller müssen noch nachziehen. Einen besonderen Vorteil hat Wasserstoff sicherlich im Bereich der Nutzfahrzeuge, also zum Antrieb von Bussen, LKW, Zügen und Schiffen. Hier werden wir in den nächsten Jahren zahlreiche Aktivitäten am Markt sehen.

VT: 2017 sagte Ihr Kollege Dr. Von der Heydt in einem Interview beim dena-Kongress, dass es darum geht „die Gesellschaft als Gesamtheit, ebenso wie die Politik von Wasserstoff als Energiequelle der Zukunft zu überzeugen“. Wie war die Entwicklung diesbezüglich in den letzten zwei Jahren und welche konkreten Fortschritte haben Sie gesehen?

Dr. Teichmann: Seit 2017 hat das Thema Wasserstoff einen außerordentlichen Aufwind erfahren. Bereits 2018 konnte man ein stärkeres Interesse an Wasserstoffthemen seitens der Politik und auch Medien beobachten, noch mehr dann im Jahr 2019 aufgrund der intensiven Klimadebatte. In Deutschland vor allem durch den „Ideenwettbewerb Reallabore der Energiewende“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit dem Fokus auf CO2armen Wasserstoff. Für die ausgewählten Projekte stellt das BMWi 100 Millionen Euro jährlich zur Verfügung. Hydrogenious LOHC Technologies ist hier innerhalb des Smart Quart Projektes beteiligt.

VT: Welche konkreten Maßnahmen gibt es angesichts der Klimadebatte auf EU-Ebene?

Dr. Teichmann: Auf EU-Ebene werden die Wasserstofftechnologien bereits seit 2008 von FCH JU (Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking), einer Initiative der Europäischen Kommission, gefördert. Zwischen 2014 und 2020 will man 1,33 Milliarden Euro in verschiedene Wasserstoffprojekte investieren. Das HySTOC Projekt, bei dem Hydrogenious LOHC Technologies bereits dieses Jahr mit weiteren Partnern eine Tankstelle in Finnland über die LOHC Technologie mit Wasserstoff beliefern will, ist ein gutes Beispiel. Flankiert werden die EU Initiativen vom Wasserstoffverband Hydrogen Europe, der zusammen mit der Europäischen Kommission letztes Jahr innerhalb des strategischen Forums „Important Projects of Common European Interest“ (IPCEI) mehrere Wasserstoffprojekte unter dem Titel „Hydrogen for Climate Action“ europaweit initiiert hat. Die LOHC Technologie soll in diesem Rahmen Teil mehrerer Projekte sein.

Innerhalb von Europa dürfen wir die Meldung von tausend Brennstoffzellen-LKWs, die für den Einzelhändler Coop ab 2019 sukzessive auf Schweizer Straßen rollen werden, nicht vergessen. Ebenso wenig die Initiative der drei größten österreichischen Unternehmen, der Verbund AG, OMV und Voestalpine, die Österreich zum Wasserstoffvorreiter Europas ausbauen wollen.

Die Bedeutung von Wasserstoff wächst ebenfalls weltweit. Bei den Olympischen Spielen 2020 in Japan soll das Athletendorf die Energie aus Wasserstoff beziehen. Das ist auf der einen Seite eine enorme Werbemaßnahme für Wasserstoff und zeigt auf der anderen welche Bedeutung Wasserstoff seitens der japanischen Regierung zuteil wird. Weiterhin hat Australien 2019 eine nationale Wasserstoffstrategie aufgelegt. Das sind nur zwei Beispiele für kürzlich ins Leben gerufene Initiativen rund um die Förderung von Wasserstofftechnologien außerhalb Europas.

Das Vision Times Redaktionsteam dankt für das interessante Interview.

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