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Wasserstoff, der Schlüssel zu einer grünen Zukunft: das Südtiroler Erfolgsmodell
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2020-11-19 2020-09-28 28 September 2020 - Elmar Burchia
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Hydrogen supplier

An dieser Tatsache gibt es nichts mehr zu rütteln: fossile Brennstoffe sind ein Auslaufmodell. Ob in zwanzig, dreißig oder fünfzig Jahren – es gilt, sich rechtzeitig nach Alternativen umzusehen. Dabei ist auch unser übermäßiger Ressourcenverbrauch zu beachten

Um die aktuellen Bedürfnisse der weltweiten Bevölkerung zu befriedigen, bräuchte es fast zwei Erden. Und: Wegen des Klimawandels können wir es uns nicht mehr erlauben, weiterhin auf Ressourcen zu setzen, mit denen die Erderwärmung weiter angeheizt wird. An dieser Stelle kommt Wasserstoff ins Spiel, das erste und im Universum am häufigsten vorkommende Element des Periodensystems. Viele forschen daran und immer mehr nutzen es auch. Denn die Wasserstofftechnologie ist eine saubere und effizientere Alternative zu fossilen Energieträgern, der Trumpf im Spiel um ein kohlenstofffreies Wirtschaftssystem. Es geht nicht mehr um Zukunftsmusik, sondern um ein hochaktuelles und konkretes Thema. Vor allem ist es nicht nötig, in die Ferne zu schweifen, um bereits umgesetzte innovative Lösungen zu finden. Denn gerade in Südtirol gibt es gleich mehrere Unternehmen, die diese Technologie mit Erfolg einsetzen. Der NOI Techpark ist vorne mit dabei – im Einklang mit der Nachhaltigkeitsstrategie des Landes.

Wasserstoff als Energieträger der Zukunft

Worin liegt der große Vorteil von Wasserstoff als Energiequelle? Auf den Punkt gebracht: Er setzt ausschließlich Wasser frei, womit er weder die Umwelt verschmutzt noch zur globalen Erwärmung beiträgt. Er kann leicht aus verschiedensten Quellen hergestellt und in Strom oder Wärme umgewandelt werden. Allerdings muss klar sein, dass Wasserstoff keine eigentliche Energiequelle, sondern ein Energieträger ist. Im Detail: Sein Molekül H2, das in zahlreichen industriellen Prozessen eingesetzt wird, entsteht durch Vergasung (auch als Dampfreformierung oder englisch steam reforming bekannt) oder die Elektrolyse von Wasser. Dank eines solchen, auf Wasserspaltung basierenden Verfahrens, kann Wasserstoff CO2-frei produziert werden, sofern dies mit klimaneutralem Strom erfolgt – in diesem Fall wird von „grünem“ Wasserstoff gesprochen. Im Bereich Energie kann Wasserstoff sowohl als Energieträger (Beispiel Mobilität) oder als Speichermedium fungieren. Kurzum: Er ist überall dort wichtig, wo Elektrizität nicht direkt genutzt werden kann.

Im vergangenen Jahr unterstrich die IEA, die Internationale Energieagentur, dass „sauberer Wasserstoff in Politik und Wirtschaft wie nie zuvor an Dynamik gewinnt, mit einer rapide steigenden Zahl an politischen Förderprogrammen und Projekten auf der ganzen Welt.“ Tatsächlich beruht ein wichtiger Teil des Green Deal – des ambitionierten Plans der Europäischen Kommission zur Bekämpfung des Klimawandels durch eine Reduzierung der Emissionen um 50-55 % bis 2030 und um 100 % bis 2050 – auf massiven Investitionen in die Wasserstofftechnologie. Das Ziel? Bis 2024 soll die Produktion von grünem Wasserstoff auf eine Million Tonnen steigen. Es ist jedoch unerlässlich, die Kosten für die Herstellung dieser Art von Wasserstoff zu senken. Denn bislang hat er nur einen geringen Marktanteil und kostet ungefähr doppelt so viel wie „grauer“ Wasserstoff, der mit fossilen Brennstoffen hergestellt wird. Eine kurz- bis mittelfristige Lösung könnte der „blaue“ Wasserstoff darstellen, der einen kleineren ökologischen Fußabdruck hat. Er wird mit Erdgas hergestellt; das bei der Erzeugung freigesetzte CO2 wird jedoch abgeschieden und gespeichert.

Europa wappnet sich

Doch eines ist sicher: Laut Schätzung von Analysten wird Wasserstoff in Zukunft eine bedeutende Rolle am Energiemarkt spielen. Für das Jahr 2030 wird von einem Wert von 140 Milliarden Euro ausgegangen, mehr als die Hälfte des derzeitigen weltweiten Markts für erneuerbare Energien. Gleich mehrere Länder setzen stark auf diesen alternativen Brennstoff. Am weitesten voraus ist derzeit Deutschland: Im Sommer dieses Jahres wurde dort ein Paket mit einem Gesamtwert von 9 Milliarden Euro geschnürt, um innerhalb der kommenden zehn Jahre auf eine Elektrolyse-Kapazität von 5.000 Megawatt (MW) zu kommen, die bis 2040 auf 10.000 MW gesteigert werden soll. Emmanuel Macron, der mit Investitionen in Höhe von 100 Milliarden Euro einen Wirtschaftseinbruch in Folge der Coronakrise verhindern will, hat angekündigt, 30 Milliarden davon für eine „grüne Revolution“ einzusetzen, wovon ein wichtiger Teil in die Weiterentwicklung der Wasserstoffproduktion fließen wird.

Auch Italien kann bei diesem Wettrennen in den vorderen Rängen mithalten – dank seiner kapillaren Infrastruktur für den Transport von Gas, der Wettbewerbsfähigkeit seines Fertigungssektors und der Fähigkeit, Wasserstoff in den Energiemix der Halbinsel zu integrieren. Somit hat es gute Chancen, im Mittelmeerraum zu einer Drehscheibe zu werden, einer Brücke zwischen Nordafrika und dem europäischen Festland. Laut einer Studie, die von der Consulting-Gruppe European House - Ambrosetti in Zusammenarbeit mit der Gastransport-Gesellschaft Snam erstellt wurde, könnten Italiens Industrie und ihre Zulieferer den Wert der Wasserstoffproduktion in den kommenden 30 Jahren um 890 bis 1.500 Milliarden Euro steigern. Ein solcher Zuwachs hätte wiederum große Auswirkungen auf den Arbeitsmarkt, mit geschätzten 320.000 bis 540.000 neuen Arbeitsplätzen. Auf das Bruttoinlandsprodukt bezogen ging die Studie von einem Mehrwert (direkt, indirekt und induziert) zwischen 22 und 27 Milliarden Euro aus. Demnach hätte Wasserstoff das Potenzial, im Jahr 2050 23 % des nationalen Energiebedarfs zu decken und somit die Emissionen um 97,5 Millionen Tonnen CO2 zu reduzieren. Und Südtirol? Wenn Wasserstoff eine Heimat hätte, dann würde sie hier, in Südtirol, liegen. Warum? Das zeigen die folgenden vier Beispiele.

Südtirol als Vorreiter

Beispiel Nummer eins: Am NOI Techpark Bruneck, dessen Inbetriebnahme für Mitte 2021 programmiert ist, wird Wasserstoff produziert und gespeichert werden – dank einer innovativen Technologie, die Strom aus einer Photovoltaikanlage am Dach in Wasserstoff umwandelt, der dann gespeichert werden kann. Das Innovationsviertel im Pustertal erlaubt mit seinem Schwerpunkt Automotive aber auch das volle Ausschöpfen von Synergien in der Weiterentwicklung der Wasserstofftechnologie, mit Projektpartnern, die bereits seit langem am Wasserstoffantrieb für Autos forschen.  Am NOI Techpark Bozen wiederum ist das Unternehmen TerraX angesiedelt, das in Sachen Wasserstoff als Produzent mitmischt. „Konkret befassen wir uns mit technischen Innovationen zur Umwandlung von Biomasse in erneuerbare Gase und der Entwicklung von Anlagen für erneuerbare Gase wie Biomethan und Biowasserstoff", sagt Michael Niederbacher, CEO des Unternehmens und Präsident des europäischen Biogasverbandes. Er erklärt: „Um erneuerbare Gase herzustellen, kann jegliche Art von Biomasse verwendet werden, ob Holz, Schlachtabfälle, landwirtschaftliche und agroindustrielle Abfälle oder spezielle Kulturen. TerraX spezialisiert sich insbesondere auf die Energieumwandlung im Transportsektor mit bioLNG (Biogas Conditioning System) und bioLNG (Biomethan Liquefied Natural Gas). Der Prozess wird durch anaerobe Vergärung und grünen Wasserstoff sowie durch die Vergasung lignozellulosehaltiger Biomasse angetrieben.  Diese Gase können nicht nur im Verkehrssektor, sondern auch bei der Produktion von Elektrizität, Wärme und grüner Chemie verwendet werden."

Beispiel Nummer zwei: das Hydrogen Valley South Tyrol, das erst kürzlich von Mission Innovation und FCH-JU (Fuel Cell Hydrogen Joint Undertaking) als internationales Leuchtturmprojekt für Wasserstoff bezeichnet wurde. Worum geht es? Das sogenannte „Südtiroler Wasserstofftal” soll in drei Stufen realisiert werden:  Die ersten erfolgreichen EU-Pilotprojekte waren „CHIC“ (Clean Hydrogen in European Cities) und „HyFIVE“ (Hydrogen for Innovative Vehicles), dank denen Busse und elektrische Autos mit Brennstoffzellen auf den Weg gebracht wurden. Derzeit ist man in Phase 2 angelangt, mit den Projekten MEHRLIN (Models for Economic Hydrogen Refuelling Infrastructure), JIVE (Joint Initiative for hydrogen Vehicles across Europe) und LIFEalps, dem ersten Projekt für eine 360°-Mobilität in Südtirol und entlang der Brennerautobahn. Ziel dieser Projekte ist es, die Infrastrukturen für eine Mobilität mit Batterie- und Wasserstoffantrieb auszubauen, und in mehreren Bereichen emissionsfreie Fuhrparks zu etablieren, vom öffentlichen Nahverkehr bis zum Tourismus. Einige aktuelle Daten: In Südtirol findet sich derzeit fast der gesamte wasserstoffbetriebene Fuhrpark Italiens. Zu Jahresbeginn wurden 10 Elektroautos mit Brennstoffzellen des Modells Hyundai Nexo angeschafft, die nun die Flotte der bereits 2013 von der Provinz gekauften Autos desselben Typs verdoppeln. Noch in diesem Jahr sollten von der Sasa 12 Elektrobusse, mit Wasserstoff- und Batterieantrieb, für den öffentlichen Nahverkehr in Betrieb genommen werden; für weitere 18 Elektrobusse ist eine Ausschreibung geplant, ihre Auslieferung soll ebenfalls noch innerhalb des Jahres 2020 stattfinden. In Phase 3 wird hingegen die Brennerautobahn AG eine entscheidende Rolle spielen.

Wasserstoffnetzwerk entlang der A22

Womit wir direkt bei Beispiel Nummer drei angelangen: Denn der Brenner-Korridor, der Italien mit Mitteleuropa verbindet, beschert Südtirol eine sehr hohe Dichte an Schwerverkehr. Der soll dank des Hydrogen Valley South Tyrol nachhaltig umgestaltet werden, indem er so weit wie möglich emissionsfrei wird. Bereits 2014 hat die Brennerautobahn AG in Bozen Süd Italiens erste Anlage für die Produktion und Speicherung von grünem Wasserstoff samt Tankstelle eröffnet: auf 800 Quadratmetern Fläche mit einer Jahreskapazität von 1,5 Millionen Kubikmeter Wasserstoff. Der dort über Elektrolyse erzeugte Wasserstoff wird gasförmig gespeichert und kann den Jahresbedarf von bis zu 15 Autobussen (mit täglichen Strecken von 200 bis 250 Kilometern) oder von 700 Autos decken, was eine jährliche Einsparung von 525.000 Litern Benzin oder 440.000 Litern Diesel ermöglicht. Die Wasserstoff-Tankstelle in Bozen Süd ist aktuell italienweit die einzige, die der Allgemeinheit offensteht. Und die A22-Gesellschaft hat bereits vier weitere Tankstellen auf dem Programm: an der Brennergrenze, im Trentino, in Verona und in Campogalliano bei Modena. Der nächste Schritt wird dann die Schaffung eines flächendeckenden Versorgungsnetzes entlang der ganzen A22 sein, mit einer Distanz von maximal 100 Kilometern zwischen den einzelnen Tankstellen.

Und zuletzt Beispiel Nummer vier. Ein vollständig „grünes“ Haus, autonom und emissionsfrei. Wir sprechen von einem alten Bauernhof auf 1600 Höhenmetern, in Kasern bei Prettau im Tauferer Ahrntal, der einst von den Familien der dortigen Minenarbeiter bewohnt worden war und nun von den Eigentümern in ein Haus der Zukunft umgewandelt wurde. Dank einer Anlage, die fließendes Wasser nutzt, um Strom zu erzeugen – soweit nichts Neues. Die Besonderheit des kombinierten Systems liegt darin, dass mit diesem Strom durch Elektrolyse Wasserstoff aus dem Wasser gewonnen wird, der mit einer neuen Technologie gespeichert werden kann. Auf diesen Energiespeicher wird immer dann zurückgegriffen, wenn der Wasserpegel im nahegelegenen Bach abnimmt und damit auch die produzierte Strommenge sinkt. Diese kombinierte Turbinen-Wasserstoff-Anlage versorgt den Hof mit Strom und Wärme. Hinter dem Projekt steht GKN Sinter Metals, Weltmarktführer für pulvermetallurgisch hergestellte Bauteile für die Automobilindustrie und für andere Industriezweige.

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