Wasserstoff aus erneuerbarer Energie in Österreich - Ein Energieträger der Zukunft?

Projektstatus

abgeschlossen

Kurzbeschreibung

Weltweit werden jährlich etwa 520 Mrd. Nm³ Wasserstoff erzeugt, die überwiegend als chemischer Rohstoff und in der Metallurgie genutzt werden. Diese Menge hat einen Energieinhalt von etwa 5.700 PJ. Wasserstoff kann in unterschiedlichen Prozessen, die fossile oder erneuerbare Energieträger nutzen, erzeugt werden. Als Energieträger kann Wasserstoff vielseitig genutzt werden: Wasserstoff kann gespeichert, transportiert und zur Erzeugung von Strom, Wärme und Kraft in stationären und mobilen Anwendungen eingesetzt werden. Ob und in welchem Ausmaß Wasserstoff zukünftig in Energiesystemen Bedeutung erlangen könnte, wird derzeit international untersucht und diskutiert, wobei technische Anwendungsmöglichkeiten, Kosten, Potenziale und Einführungsstrategien betrachtet werden. Der Hintergrund dieser internationalen Forschungsaktivitäten ist die Vision einer globalen Wasserstoffwirtschaft, da Wasserstoff bei der Nutzung als einer der "saubersten" Energieträger angesehen werden kann. Die wesentliche Voraussetzung hierfür ist seine Erzeugung aus erneuerbaren Energieträgern ("Öko-Wasserstoff").

Die Zielsetzung dieser Studie ist es zu analysieren, ob und unter welchen Randbedingungen Öko-Wasserstoff in Österreich ein Energieträger der Zukunft sein kann. Hierzu werden die Vorteile und Nachteile von Öko-Wasserstoff gegenüber anderen Energieträgern untersucht und bewertet, wobei technologische, ökonomische, ökologische und soziale Aspekte berücksichtigt werden. Dies betrifft die Frage, wie Öko-Wasserstoff erzeugt, sowie wo und wie er verwendet werden soll. Es werden Technologien für die Erzeugung von Öko-Wasserstoff aus erneuerbarer Energie betrachtet: Vergasung von Biomasse, Dampfreformierung von Biogas aus Gülle und Maissilage, Elektrolyse mit Strom aus Wasserkraft, Wind, Photovoltaik. Anhand der 7 Leitprinzipien einer nachhaltigen Technologieentwicklung aus dem Impulsprogramm "Nachhaltig Wirtschaften" werden die Öko-Wasserstoff-Energiesysteme bewertet, um mögliche Vorteile dieses "Umweges" gegenüber der direkten Nutzung erneuerbarer Energie für die Strom-, Wärme- und Treibstoff-Erzeugung darzustellen.

Die mittel- bis langfristig interessanteste energiewirtschaftliche Option für Öko-Wasserstoff in Österreich ist die Bereitstellung von Transportdienstleistungen mit Fahrzeugen, die gasförmigen Wasserstoff aus der Elektrolyse mit Strom aus Wasser- und Windkraft nutzen. Im Transportsektor könnte Öko-Wasserstoff aus Ökostrom mittel- und langfristig als Treibstoff einen bedeutenden Beitrag leisten. Bei Einsatz der Elektrolyse direkt an der Tankstelle könnte die bestehende Infrastruktur des Stromnetzes genutzt werden. Kurz- bis mittelfristig haben vor allem Fahrzeuge mit Verbrennungskraftmotor für gasförmigen Wasserstoff, gegebenenfalls im bivalenten Betrieb mit Benzin, die günstigsten Voraussetzungen. Erst nach technischer Weiterentwicklung, verbunden mit einer deutlichen Kostenreduktion, werden Brennstoffzellen-Fahrzeuge eingesetzt werden können. Aus gesamtwirtschaftlicher Sicht ist kurzfristig eine umfassende Öko-Wasserstoff-Energiewirtschaft in Österreich nicht zu erreichen, weil die direkte Nutzung erneuerbarer Energie zur Bereitstellung der Energiedienstleistungen ökonomisch günstiger ist. Um die mittel- und langfristig gegebenen Chancen nutzen zu können, sind für Forschung, Weiterentwicklung und Demonstration von Öko-Wasserstoff-Technologien weitere Anstrengungen notwendig. Diese sollten in die bestehenden und geplanten internationalen Netzwerke eingebunden sein, z.B. die European Hydrogen and Fuel Cell Platform (HFP) und das IEA Hydrogen Implementing Agreement (HIA). Folgende mögliche österreichische Demonstrationsprojekte werden vorgeschlagen, um ein auf der Nutzung von Wasserstoff aus erneuerbaren Energieträgern aufbauendes, energieeffizientes und flexibles Energiesystem demonstrieren zu können: Öko-Wasserstoff aus Elektrolyse mit Windstrom, Öko-Wasserstoff in einer Raffinerie und Demonstration von Öko-Wasserstoff-Fahrzeugen.

Projektleiter

Gerfried Jungmeier
Joanneum Research Forschungsgesellschaft mbH
Institut für Wasser, Energie und Nachhaltigkeit
Elisabethstraße 5
A-8010 Graz
Tel.: +43 (0) 316 876-1313
Fax: +43 (0) 316 876-1320
E-Mail: gerfried.jungmeier@joanneum.at
Web: www.joanneum.at/resources.html

Projekt- bzw. Kooperationspartner

Technische Universität Wien, Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft (Werkvertragspartner)