Forschungszentrum Jülich: Mit Wasserstoff in eine neue Dimension

Forschungszentrum Jülich : Mit Wasserstoff in eine neue Dimension der Energiespeicherung

Ohne Speicher, die Energie liefern, wenn kein Wind Räder antreibt und die Sonne die Photovoltaikanlagen nicht füttert, kann keine Energiewende gelingen. Wissenschaftler am Forschungszentrum Jülich (FZJ) wollen jetzt erstmals in einem praxisnahen Maßstab zeigen, dass mit Wasserstoff langfristig große Mengen von Energie gespeichert werden können.

200 Kubikmeter, so viel Volumen haben die beiden Tanks, die Bestandteil des Living Lab Energy Campus (LLEC) sind, also des lebendigen Energie-Labors im größeren Maßstab. „Das Ziel ist, dass später mal eine ganze Siedlung oder ein ganzes Gewerbegebiet mit einem solchen Speicher versorgt werden kann“, sagt LLEC-Projektmanager Stefan Kasselmann. Das über 30 Millionen Euro teure LLEC-Projekt soll dafür eine Art Blaupause werden.

Ohne Druck und Kühlung

Bisherige Speichermethoden mit Wasserstoff benötigen hohen Druck von rund 700 Bar, oder aber der Wasserstoff muss dauerhaft stark gekühlt werden. Am FZJ nehmen die Wissenschaftler die Idee ihrer Kollegen von der Universität Erlangen-Nürnberg auf, die ohne Druck und Kühlung auskommt und setzen sie in einer neuen Größenordnung um. Zwei 100 Kubikmeter fassende Tanks des Erlangener Universitäts-Spin-offs Hydrogenious werden deswegen in die gerade entstehende sogenannte Wärmevollversorgungszentrale (WVVZ) integriert.

Ziel sei es nicht, die Energieversorgung des FZJ damit sicherzustellen. Das sei derzeit noch nicht realistisch wegen Super-Stromverbrauchern wie den Supercomputern. Aber ein Quartier mit Gebäuden, die einen durchschnittlichen Energieverbrauch haben – das soll nachgewiesen werden.

„Wir wollen einen Wasserstoffspeicher zeigen, der ein ganzes Quartier mit gespeicherter Energie versorgen kann und der auf größere Quartiere hochskaliert werden kann“, sagt Kasselmann. „Mit unserer Anlage schaffen wir einen weltweit in dieser Größe einmaligen Demonstrator“, spricht Kasselmann von einer Kapazitätssteigerung um den Faktor 15 gegenüber aktuellen Prototypen.

Unendlich und ungefährlich

Was Wasserstoff von anderen Energiespeichern unterscheidet: Er kann prinzipiell in beliebiger Menge hergestellt werden. Und er ist relativ ungefährlich, wenn er chemisch in sogenannte Liquid Organic Hydrogen Carriers (LOHC), also flüssige organische Wasserstoffträger eingelagert wird. Das ist die Erkenntnis der Erlangener Forscher um den an der RWTH Aachen habilitierten Chemiker Peter Wasserscheid.

„Sie können mit aufgeladenem Wasserstoff angereichertes LOHC mit einem Bunsenbrenner bearbeiten und er entzündet sich trotzdem nicht“, schildert Kasselmann. In LOHC gebundener Wasserstoff kann also gefahrlos in großen Mengen transportiert werden, beispielsweise in einem Tanklastzug. Bei unter Druck stehendem oder gekühltem Wasserstoff ist das so nicht möglich. Ein weiterer Vorteil: Die Selbstentladung ist nahezu null.

Wenn Wasserstoff in LOHC eingelagert wird, wird Energie frei, beim Austreiben des Wasserstoffs muss Energie investiert werden. Die benötigte Energie wird nicht separat erzeugt, sondern stammt aus der Abwärme der WVVZ. Die später freigesetzte Wärme wird dem Nahwärme-Netz des FZJ zugeführt.

Großer Flächenverbrauch

Kasselmann und sein Team wollen den Nachweis führen, dass Wasserstoff auf LOHC-Basis eine wichtige Speicherlösung im großen Stil sein kann. Alleine funktioniert sie allerdings nicht, irgendwo muss die zu speichernde Überschussenergie herkommen. Die Fläche, die verbraucht werden müsste, um dafür genügend Windräder oder Photovoltaikanlagen zu installieren, wäre größer als heute. Wasserstoff ist ein Schlüssel zur Energiewende, aber nicht die alleinige Lösung.

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