Im Rahmen eines Forschungsprojektes entwickelten Studierende der Fakultät Maschinenbau an der Hochschule für angewandte Wissenschaften Würzburg-Schweinfurt Modellstädte der Zukunft. Demnach ermögliche die Anwendung der Wasserstofftechnik erhebliche Einsparungen bis hin zur CO2-Neutralität. Unter der Leitung von Dr. Isabell Wirth und Prof. Dr. Johannes Paulus entwickelten sie ein statisches und ein dynamisches Modell, anhand derer mögliche Emissionssenkungen beziffert werden können.
Ein wichtiger Schritt sei es, schwankende bzw. volatile Energie aus erneuerbaren Quellen wie Solar oder Windkraft zu speichern, zu übertragen, um diese in den Bereichen Wärme und Verkehr nutzen zu können. Regenerative Energien gelten deswegen als volatil, da die Stromerzeugung jahres- und tageszeitlich bedingt Schwankungen unterworfen ist. Beispielsweise hat die Intensität und Dauer des Sonnenscheins einen großen Einfluss auf die Photovoltaik-Stromerzeugung. Die Optimierung der Speicher sei daher zwingend vonnöten.
In einem sogenannten Sektorenkopplungsmodell (Strom, Wärme, Verkehr) konnten die Forscher deutliche Senkungen der CO2-Emissionen erzielen. Konkret: um den Faktor 5, also beispielsweise 200.000 Tonnen CO2 anstatt 1.000.000 Tonnen CO2. Die Einsparungen kämen unter anderem deshalb zustande, da Wasserstoffspeicher ideal seien, um überschüssige regenerative Energie kurzzeitig und saisonal zu speichern, und sie bei Bedarf wieder in die Netze einzuspeisen.
Vor- und Nachteile
Insgesamt, so das Fazit, ermögliche die Wasserstofftechnologie eine nachhaltige Gewinnung aus erneuerbaren Energien, die zu einhundert Prozent CO2-frei sein könne. Zudem ermögliche die Technologie einen flexiblen Einsatz in den Sektoren Strom, Wärme und Verkehr. Allerdings seien auch Nachteile in Kauf zu nehmen. So gebe es bis dato noch kaum eine Infrastruktur hierfür, was hohe Anlaufinvestitionen nach sich ziehe. Auch die Umstellung von industriellen Prozessen sei notwendig.
Auch die Bundesregierung ist der Auffassung, dass Wasserstoff eine zentrale Rolle bei der Weiterentwicklung und Vollendung der Energiewende zukommt. Dies geht aus der Nationalen Wasserstoffstrategie hervor. Die Technologie ist der Hoffnungsträger, wenn es gelingen soll, Deutschland bis zum Jahr 2050 klimaneutral zu machen. Die Bundesregierung könnte hierbei eine Vorreiterrolle innehaben. So betonten Analysten des britischen Marktinstituts „Aurora Energy Research„, dass die Bedingungen hierfür gut seien: „Deutschland hat sowohl den ehrgeizigsten und detailliertesten Fahrplan als auch eine bestehende Wasserstoffversorgungskette„.
Nachhaltigkeit im Fokus
Die Nutzung von grünem Wasserstoff in Kombination mit einer zielgerichteten Digitalisierung könnte künftig von großer Bedeutung sein. In den Smart-Cities können Technologien miteinander vernetzt werden, mit dem Ziel, kommunale Strukturen effizienter und nachhaltiger zu gestalten. Die Optimierung von Energie- und Verkehrsströmen ist hierbei einer der Vorteile.
In zahlreichen deutschen Städten laufen dieser Tage bereits Pilotprojekte mit dem Ziel, durch eine bessere Nutzung und Speicherung von Energie sowie mithilfe von Wasserstoff erhebliche CO2-Einsparungen vorzunehmen. Ein Beispiel hierfür ist Hamburg. Die Stadt ist Teil des EU-Projektes mySMARTLife. Die Hansestadt setzt hierbei ebenfalls auf H2. Gewonnene Erfahrungen sollen dabei helfen, klimaneutral erzeugten Wasserstoff in heute mit Erdgas versorgten Gebieten einzuführen.
Bild von mohamed Hassan auf Pixabay
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