Mitglied werden
Druckversion
Nachricht vom 30.06.2015


International Energy Agency stellt Brennstoffzellen Roadmap vor

Wasserstoff und Brennstoffzellen stellen eine vielversprechende Lösung der Herausforderungen zur Schadstoffeduzierung dar

Wasserstoff ist ein Energieträger der die Vorteile von fossilen Brennstoffen einerseits – Flexibilität und eine hohe Energiedichte – mit einem potentiell niedrigen carbon footprint (Kohlenstoff-Fußabdruck) andererseits kombiniert. Als Speicher für kohlenstoffarme Energie ermöglicht er die Einspeisung eines großen Anteils fluktuierenden erneuerbaren Stroms in das Energiesystem. Aber wie die IEA Technology Roadmap: Hydrogen and Fuel Cells erläutert, ist nicht nur der wirtschaftliche Erfolg der Wasserstofftechnologie ungewiss, zudem sind seine erforderlichen Komponenten auch noch weit weniger ausgereift als die der vielen anderen kohlenstoffarmen Technologien.

Aber die Technology Roadmap: Hydrogen and Fuel Cells stellt auch klar, dass Wasserstoff für einige der zentralen Herausforderungen der Schadstoffreduzierung sehr vielversprechend ist, vor allem in den Bereichen Transport, Industrie und Gebäude ebenso wie dem Stromsektor. Der Bericht beschreibt genau die einzelnen Schritte, die die Regierungen, die Industrie und die Forschung gehen müssen, um die Wasserstofftechnologie zu fördern und ihren Einsatz weiter zu verfolgen, wenn sie bis 2050 einer der entscheidenden Energieträger sein soll.

Das Energiesystem heute und in der Zukunft

 

Hauptergebnisse

Wasserstoff und Brennstoffzellen bieten sektorübergreifende Möglichkeiten

  • Wasserstoff ist ein flexibler Energieträger, der aus allen lokal vorkommenden primären Energiequellen hergestellt werden kann. Darüber hinaus kann er für diverse Endanwendungen faktisch in jede andere Form von Energie umgewandelt werden. Wasserstoff ist besonders gut für die Verwendung mit Brennstoffzellen geeignet, da diese den Wasserstoff äußerst effizient nutzen um Strom zu erzeugen.
  • Wasserstoff mit seiner niedrigen CO2-Bilanz hat das Potential eine deutliche Reduzierung der energiebezogenen CO2-Emissionen zu ermöglichen und kann somit dazu beitragen den Anstieg der globalen Temperatur auf 2°C zu begrenzen, wie in der „high hydrogen variant (2DS high H2)“ des IEA Energy Technology Perspectives (ETP) 2°C Scenario (2DS) dargelegt. Zusätzlich dazu kann die Nutzung von Wasserstoff die lokalen Luftschadstoffe und Geräuschemissionen im Vergleich zur direkten Verbrennung fossiler Brennstoffe mindern.
  • Die Wasserstoffproduktion in Kombination mit CCS (Carbon Dioxide Capture and Storage = CO2-Abscheidung und -Speicherung) kann den Vorteil der Versorgungssicherheit bieten und helfen einen breit gefächerten Brennstoffmix zu bewahren, indem man die weitere Nutzung von fossilen Ressourcen für Endanwendungen in einem 2DS ermöglicht.
  • Als Energieträger kann Wasserstoff neue Verbindungen zwischen Energielieferung und Nachfrage aktivieren, sowohl zentral als auch dezentral und die Flexibilität des gesamten Energiesystems möglicherweise verbessern. Durch das Verknüpfen verschiedener Energieübertragungs- und Verteilungsnetze können kohlenstoffarme Energiequellen mit Endanwendungen, die nur schwer zu dekarbonisieren sind verbunden werden, wie z.B. dem Transport-, Industrie und Gebäudesektor. In abgelegenen Gebieten mit geringem Zugang zum Stromnetz können diese Verbindungen den netzunabhängigen Zugang zu Energiedienstleistungen ausweiten und gleichzeitig Emissionen mindern.

Energiespeicherung und -nutzung in Transport, Industrie und Gebäuden

  • Wasserstoff ist als Energieträger besonders nützlich, da er die Speicherung von kohlenstoffarmer Energie erlaubt. Kleine Mengen Wasserstoff mit niedrigem carbon footprint können selbst unter strengen Platz- und Gewichtseinschränkungen gespeichert werden und ermöglichen so das kohlenstoffarme Langstreckenfahren mit elektrischen Brennstoffzellenfahrzeugen (fuel cell electric vehicles = FCEVs). Große Mengen Wasserstoff können über längere Zeiträume gespeichert werden und erleichtern so die Einspeisung hoher Anteile von fluktuierendem erneuerbaren Strom in das Energiesystem für Strom und Wärme. Wasserstoffbasierende Systeme wie power-to-fuel, power-to-power oder power-to-gas können auch verwendet werden, um fluktuierende erneuerbare Energien zu nutzen, welche ansonsten zeitweise gekappt würden, wenn das Angebot die Nachfrage übertrifft.
  • Elektrische Brennstoffzellenfahrzeuge bieten die gleiche Mobilitätsgarantie wie die heutigen konventionellen Autos mit potentiell sehr niedrigem Kohlendioxidausstoß. Setzt man bis 2050 einen Anteil von 25% FCEVs im Straßengüterverkehr ein, können, je nach Region, bis zu 10% aller kumulierten transportbezogenen Kohlendioxidreduktionen dazu beitragen, sich von einem ETP 6°C-Szenario (6DS) hin zu einem 2DS zu bewegen. Geht man von einem schnellen Markthochlauf bei den FCEV-Verkäufen aus, könnte ein sich selbst tragender Markt innerhalb von 15 bis 20 Jahren nach der Einführung der ersten 10.000 FCEVs erreicht werden.
  • Während die möglichen ökologischen Vorteile sowie die Vorteile der Energiesicherheit von Wasserstoff und Brennstoffzellen in Endanwendungen vielversprechend sind, ist die Entwicklung der Wasserstofferzeugung, der Übertragungs- und Verteilnetze und der Handelsinfrastruktur eine Herausforderung. Die Risiken, die mit der Marktakzeptanz von FCEVs verbunden sind, waren bislang eine erhebliche Hürde für die Investitionen in die Infrastruktur. Für jeden der 150 Million FCEVs, der vermutlich zwischen heute und 2050 verkauft wird, müssen, je nach Region,  zwischen 900 und 1.900 USD in die Entwicklung der Wasserstoffinfrastruktur investiert werden. [1]

[1] Wenn nicht anders angegeben, gilt für alle Geldwerte der USD des Jahres 2013.

Link zum Download der Roadmap:

http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/technology-roadmap-hydrogen-and-fuel-cells.html

(Stand: 07.08.2015)