Eine neue Studie der Danfoss GmbH, Offenbach a. M., zeigt, dass die Herstellung von Wasserstoff bis 2050 mehr als die Hälfte des heutigen Strombedarfs verbrauchen wird und dass die Energieeffizienz bei der Herstellung von größter Bedeutung ist. Es müssen entscheidende Schritte unternommen werden, um die Produktion von Wasserstoff für den Einsatz in Sektoren, in denen es schwierig ist, Wasserstoff zu erzeugen, zu skalieren, ohne die Produktion von erneuerbarer Energie oder finanzielle Ressourcen übermäßig zu belasten.
Die Danfoss fordert einen differenzierten Ansatz für „grünen“ Wasserstoff, da dieser eine entscheidende Rolle bei der Abkehr von fossilen Brennstoffen spielen wird. Die Studienautoren fordern, dass verstärkt darauf geachtet werden muss, wie „grüner“ Wasserstoff am effizientesten genutzt und produziert werden kann, um die Kosten und den Bedarf an erneuerbaren Energien zu senken.
Strategische Ansätze für die Nutzung „grünen“ Wasserstoffs
Entscheidend dabei ist, die Wasserstoffproduktion als begrenzte Ressource anzuerkennen und sie strategisch auf Sektoren zu verteilen, die sonst nur schwer dekarbonisiert werden können – wie die Schwerindustrie und den Langstreckentransport.
Das Potenzial von Wasserstoff als „sauberer“ Energieträger ist laut Mika Kulju, Präsident der Danfoss Power Electronics and Drives, Nordborg, sehr groß. Allerdings muss er effizient hergestellt werden, um die Kosten zu minimieren, und mit Bedacht eingesetzt werden. Um seine Wirkung zu maximieren, was von größter Bedeutung ist, sollte „grüner“ Wasserstoff in Sektoren eingesetzt werden, in denen es nur wenige Alternativen zu fossilen Brennstoffen gibt, um die Treibhausgasemissionen so weit wie möglich zu reduzieren, fährt M. Kulju fort.
Da für die Herstellung von „grünem“ Wasserstoff große Mengen an Elektrizität benötigt werden, ist die Energieeffizienz bei der Herstellung von entscheidender Bedeutung für die Nachhaltigkeit. Während bei den derzeitigen Umwandlungsprozessen für „grünen“ Wasserstoff ein Energieverlust von rund 30 % auftritt, kann dieser Verlust mit der vorhandenen Technologie minimiert werden. Effiziente Wandler, die Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) für Elektrolyseure umwandeln, können beispielsweise den Gesamtwirkungsgrad der Produktion um rund 1 % erhöhen. Eine Verminderung von 1 % des Strombedarfs für Wasserstoff im Jahr 2050 mag gering erscheinen, reicht aber aus, um London fast vier Jahre lang mit Strom zu versorgen.
Steigerung der Energieeffizienz durch Rückgewinnung überschüssiger Wärme
Wasserstoff ist ein vielversprechender Bestandteil der Klimastrategien vieler Länder, und weltweit laufen bereits umfangreiche Förderprogramme. Dennoch ist schnelles Handeln erforderlich. Um die Ziele des Pariser Abkommens zu erreichen, muss die weltweite Elektrolysekapazität bis 2030 auf über 550 GW ausgebaut werden. Die Produktion von „grünem“ Wasserstoff könnte bis 2030 massiv steigen, aber Kostenprobleme behindern ihre Nutzung.
Die IEA Internationale Energie-Agentur, Paris, geht in ihrem jüngsten Bericht über erneuerbare Energien davon aus, dass die Kapazität für wasserstoffbetriebene erneuerbare Energien zwischen 2022 und 2028 um 45 GW steigen wird, das sind rund 35 % weniger als noch vor einem Jahr prognostiziert, da die Umsetzung in die Praxis nur langsam voranschreitet.
Wasserstoff ist kein Allheilmittel, aber aus Sicht von M. Kulju muss die kosteneffiziente und umweltfreundliche Wasserstoffproduktion beschleunigt werden, denn es besteht kein Zweifel, dass Wasserstoff eine entscheidende Rolle bei der Energiewende spielen wird.
Die Rückgewinnung überschüssiger Wärme aus der Elektrolyse ist eine weitere wichtige Maßnahme zur Steigerung der Energieeffizienz. Bei der Wasserstoffproduktion fallen große Mengen an Abwärme an. Allein in der EU können bis 2030 rund 114 TWh zurückgewonnen werden – genug, um den derzeitigen Heizbedarf der deutschen Haushalte mehr als zweimal zu decken.
M. Kulju ergänzt, dass das Potenzial der Abwärmenutzung aus der Elektrolyse so groß ist, dass es ein schwerer politischer Fehler wäre, es bei der Planung der zukünftigen Energieinfrastruktur nicht zu berücksichtigen. Aus diesem Grund ist es sehr wichtig, die richtigen regulatorischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen für eine effiziente großmaßstäbliche Einführung von Wasserstoff zu schaffen.
Das neue Impact-Papier der Danfoss, „Grüner Wasserstoff: Ein kritischer Balanceakt“ stellt einen ausgewogenen Ansatz für Wasserstoff vor, bei dem Effizienz und Erschwinglichkeit eine zentrale Rolle spielen.
Die wichtigsten Ergebnisse
- Bis 2050 wird mehr als die Hälfte des heutigen Strombedarfs für die Wasserstoffproduktion benötigt.
- „Grüner“ Wasserstoff sollte als begrenzte Ressource betrachtet und vorrangig in Sektoren eingesetzt werden, die sonst nur schwer zu dekarbonisieren sind.
- Derzeit konzentriert sich die Nutzung von Wasserstoff auf traditionelle Anwendungen, aber eine schnelle Ausweitung auf Sektoren, die schwer zu dekarbonisieren sind, wie die Schwerindustrie und der Fernverkehr, ist notwendig.
- „Grüner“ Wasserstoff muss effizient hergestellt werden, indem Kosten, Energieverluste und Energiebedarf bei der Herstellung minimiert werden.
- Bei der Umwandlung von Elektrizität in Wasserstoff gehen derzeit rund 30 % der Energie verloren, aber es gibt bereits Technologien, mit denen dieser Verlust verringert werden kann.
Über die Danfoss
Die Danfoss ist ein weltweit führender Anbieter von Energieeffizienzlösungen und entwickelt Lösungen zur Reduzierung von Emissionen und Energieverbrauch, für die Elektrifizierung und zur Steigerung der Maschinenproduktivität.
Danfoss-Technologien werden in Bereichen wie Kühlung, Klimatisierung, Heizung, Energieumwandlung, Motorensteuerung, Industriemaschinen, Automobilindustrie, Schifffahrt sowie Off- und On-Highway-Ausrüstung eingesetzt. Als globaler Technologiepartner bietet das Unternehmen darüber hinaus Lösungen für erneuerbare Energien, wie Solar- und Windenergie und E-Mobilität, sowie für die Fernwärme- und Fernkälte-Infrastruktur in Städten.
Das Unternehmen mit Hauptsitz in Dänemark, wurde 1933 gegründet und ist nach wie vor im Privatbesitz der Gründerfamilie. Die Danfoss hat weltweit mehr als 42.000 Beschäftigte, bedient Kunden in über 100 Ländern und ist global mit 95 Produktionsstätten präsent.
Über die Danfoss in Deutschland
Die Danfoss ist seit 1952 in Deutschland vertreten und hat heute mehr als 5.000 Beschäftigte an 14 verschiedenen Standorten in ganz Deutschland, davon acht Produktionsstandorte. Deutschland ist für das Unternehmen der größte Markt in Europa und der drittgrößte weltweit.
