Berliner Energietage

Mit Vor-Ort-Wasserstoff-Anlagen zu mehr Resilienz für die Industrie

Ist die Energieversorgung gestört, kann das gravierende wirtschaftliche Folgen haben. Mit Vor-Ort-Energiesystemen lässt sich dem entgegenwirken – und so die Systemresilienz verbessern. Wie das in der Praxis aussehen und warum gerade Wasserstoff dabei eine wichtige Rolle spielen kann, berichteten Fachleute in einer BMWE-Session bei den Berliner Energietagen.

Vor-Ort-Anlagen können das Erzeugen und Speichern sowie den Verbrauch von Energie lokal soweit ausbalancieren, dass die übergeordneten Netzebenen entlastet werden und Netzausfälle weniger Schaden anrichten. Durch ihre Flexibilitäten bei Erzeugung und Verbrauch tragen sie dazu bei, die Netzauslastung zu verbessern und so Systemkosten und Netzentgelte zu reduzieren.

Bei der BMWE-Session „Resiliente Energieversorgung auf Basis von erneuerbaren Energieträgern für Industrie und Gewerbe“ bei den Berliner Energietagen konnten Interessierte erfahren, wie das in der Anwendung konkret aussehen kann. Im Fokus stand dabei die Frage, wie dezentrale Versorgungskonzepte für Industrie und Gewerbe auf Basis von grünem Wasserstoff und seiner Derivate als Bausteine einer klimaneutralen Energieversorgung erfolgreich realisiert werden können. Drei erfahrene Fachleute berichteten aus der Praxis.

Grüner Wasserstoff kein Allheilmittel, aber wichtiger Baustein für die Resilienz des Energiesystems

Wiebke Lüke ist Gründerin und Geschäftsführerin der WEW GmbH, eines 2021 gegründeten Start-ups im Bereich Wasserelektrolyse. Sie wies darauf hin, dass Deutschland immer noch zu abhängig von Erdöl-, Erdgas- und Kohleimporten sei. Diese Abhängigkeit stelle uns nicht nur vor gesamtgesellschaftliche, sondern auch vor wirtschaftliche und geopolitische Herausforderungen. Zwar sei der Anteil erneuerbarer Energien im deutschen Strommix bereits signifikant, doch insgesamt sei die Abhängigkeit von fossiler Energie noch sehr hoch, was sich derzeit an hohen Energiekosten und Preisschwankungen zeige. Um Abhängigkeiten zu mindern, seien daher mehr Resilienz und Energiesouveränität wünschenswert. „Deshalb müssen wir nicht nur das Energiesystem in Deutschland stärken, sondern auch auf Alternativen und Diversifizierung im Energiesystem setzen.“ Im Fokus sollte dabei nicht nur grüner Strom stehen, sondern auch grüne Moleküle – sprich Wasserstoff und seine Derivate, so Lüke. Wasserstoff sei kein Allheilmittel, könne aber zur Resilienz des Energiesystems beitragen.

Die größte Herausforderung beim Einsatz von Wasserstoff als Energieträger seien die Kosten, so Lüke: „Das Bottleneck müssen Sie irgendwie lösen.“ Dabei setzten sich die Gestehungskosten für Wasserstoff aus zwei großen Blöcken zusammen: Zum einen die Kosten für den Anlagebetrieb, die fast ausschließlich durch die Strombezugskosten beeinflusst würden. Der wichtigste beeinflussbare Kostenhebel ist der zweite Kostenblock: die Anlageninvestitionskosten. Lüke betont: „Es hat sich noch nie eine Technologie durchgesetzt in den letzten Jahren, weil sie so unfassbar technisch toll war, sondern weil sie preisgünstig und skalierbar war. So haben wir das bei der Photovoltaik, der Batterietechnologie, der Halbleiterindustrie und auch in der Windkraftbranche gesehen. Deshalb betonen wir: Die Herstellungskosten müssen runter.“

Die Risiken für Großanlageninvestitionen angemessen abzuschätzen, sei derzeit für Unternehmen schwierig. Dadurch rücke der Aufbau kleinerer, dezentraler Vor-Ort-Anlagen in den Fokus, um klimafreundlicher, resilienter und unabhängiger zu werden. Lüke berichtet von Firmen, die das umgesetzt und sich für eine Versorgung auf Wasserstoffbasis entschieden haben. Ein Metallveredler zum Beispiel, der Wasserstoff auch stofflich benötigt und keine Aussicht hat, ans Kerngasnetz angeschlossen zu werden, plant, Wasserstoff aus einer hauseigenen PV-Anlage zu erzeugen. Für die Fälle, wo der Netzanschluss für eine firmeneigene Solaranlage fehlt, entwickelte WEW einen direkt (per DC/DC-Gleichstrom-Wandler) gekoppelten Elektrolyseur samt Wiederverstromung.

Lüke resümiert: „Wasserstoff kann eine Lösung sein, aber sicherlich nicht die einzige. Da werden wir verschiedene technologische Lösungen in den nächsten Jahren brauchen – und wir brauchen sie schnell.“ Die Unternehmerin sieht großes Potenzial, es gebe viele Industriestandorte, die nachgerüstet werden könnten, und die Nachfrage sei hoch.

Im Vordergrund steht das Potenzial, nicht der Wirkungsgrad

Wirtschaftsingenieur Michael Busse verantwortet bei HYDAC New Technologies die strategische Umsetzung öffentlich geförderter Projekte zur Dekarbonisierung industrieller Prozesse mittels Wasserstofftechnologien. Dabei koordiniert er unter anderem die systemtechnische Integration wasserstoffbasierter Microgrids, also lokal abgegrenzter Stromnetze. Diese Lösungen vereinen Elektrolyse, H2-Speicherung sowie die Rückverstromung mittels Brennstoffzellen oder Wasserstoff-Verbrennungsmotoren. HYDAC konzentrierte sich ursprünglich auf Hydraulik-Komponenten. Marktlücken und Kundenwünsche führten das Unternehmen dann auch in das Wasserstoff-Systemgeschäft.

Auch Busse berichtet von Beispielen, wo Wasserstoff wirtschaftlich eingesetzt wird. Darunter eine Gießerei, die aufgrund der Strompeaks für den Betrieb des Lichtbogens hohe Netzanschlusskosten zu stemmen hat. Das Unternehmen investierte in eine eigene Energieversorgung aus Elektrolyse/Wasserstoff-Blockheizkraftwerke (BHKW), was sich insbesondere über das sogenannte Peak Shaving, also die Lastspitzenkappung, schon nach zwei Jahren amortisiert hat. Interessant seien Wasserstofflösungen auch für saisonale Energiespeicher, wie einen norddeutschen Kühlhausbetreiber mit einer größeren Dach-PV-Installation.

Im Austausch mit Industriekunden erlebe er es regelmäßig, dass diese sich grundsätzlich interessiert an Wasserstoff-Technologien zeigen und die Vorteile sehen. Zugleich seien viele unsicher, was den Wirkungsgrad betreffe, berichtet Busse. Viele äußerten dann, dass sie lieber noch ein paar Jahre warten wollen oder auf mehr Förderung hofften. Ein falsches Kalkül, so Busse. Wer auf den perfekten Wirkungsgrad warte, verliere im Zweifel den Anschluss in Sachen industrieller Dekarbonisierung. 40 Prozent Wirkungsgrad insgesamt sei vielen zu wenig. „Aber wenn der Strom immer weniger kostet, den man durch eine eigene PV-Anlage produziert, und wenn man einen Weg hat, diesen zu nutzen, dann sollte man den auch verfolgen. Der Wirkungsgrad ist da unserer Meinung nach gar nicht so wichtig. Man fängt halt mal an. Und das sehen wir in vielen Projekten, die wir in den letzten 17 Jahren umgesetzt haben: Viele wollen reingehen in den Markt, bauen Erfahrung auf – und gewinnen Zuverlässigkeit.“ Das zeige sich aber erst mit der Laufzeit, so Busse.

Großes Potenzial für dezentrale Vor-Ort-Anlagen liegt in der Umsetzungsgeschwindigkeit

Auch für Stefan Liesner von der 2G Energy AG, einem Hersteller von Großwärmepumpen und BHKW für die dezentrale Energieversorgung via Kraft-Wärme-Kopplung, ist grüner Wasserstoff ein großes Thema. „2014 waren wir die ersten, die bereits reine Wasserstoff-BHKW hatten.“ Inzwischen betreibe die 2G Energy rund fünfzig solcher Anlagen. Auch Liesners Unternehmen treibt die Frage um, wie möglichst effizient die Kosten gesenkt werden können. Der Fokus auf Dezentralität ist Liesner zufolge dabei durchaus relevant. Denn regionale Lösungen würden sehr viele Mehrwerte und Vorteile bieten. Natürlich spielten Fragen des Wirkungsgrads und Effizienzgedanken dabei eine wichtige Rolle. „Aber ich glaube, das größte Potenzial, das derzeit in der Dezentralität liegt, ist die schnelle Realisierung von Versorgungslösungen“, so Busse.

Er berichtet von einem Beispiel aus der Ukraine: „Wir haben es dort als Branche geschafft, innerhalb von 18 Monaten zwei Gigawatt an dezentralen Einheiten für resiliente Energieversorgung zu installieren. Nicht aus Effizienz- oder Kostengründen – sondern einfach aufgrund einer humanitären Notlage.“ Das zeige, was alles mit regionaler Wertschöpfung und Innovation machbar ist.

„Als Maschinenbauer sehen wir es als unsere Aufgabe, Unabhängigkeit sicherzustellen“, so Liesner weiter. Vor allem dort, wo es keine Netzanschlüsse gebe oder die Gefahr bestehe, dass sie aufgrund von Naturkatastrophen, maroder Infrastruktur oder Sabotage ausfalle – Hierfür könnten Wasserstoff-BHKW eine Lösung sein, die eine verlässliche Energieversorgung garantieren – und zwar weltweit, so Liesner. (uj)