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Wasserstoff zur Reduzierung der Kohlenstoffemissionen

US-amerikanische Stromversorger sehen sich mit regulatorischem Druck konfrontiert, wie sie erneuerbare Energie zur Herstellung des Kraftstoffs nutzen können

Von Katherine Blunt

US-amerikanische Energieversorger untersuchen zunehmend die Verwendung von sogenanntem grünem Wasserstoff aus Wind- und Sonnenenergie, um die Emissionen von Kraftwerken und Pipelines zu reduzieren.

Die frühen Investitionen von Unternehmen wie NextEra Energy Inc. und Dominion Energy Inc. werden voraussichtlich dazu beitragen, eine kostspielige Technologie zu kommerzialisieren, die sich trotz ihrer Fähigkeit, eine stetige Quelle für kohlenstofffreien Strom bereitzustellen, nur langsam entwickelt hat. Energieversorger und politische Entscheidungsträger beginnen, die Technologie als notwendig zu betrachten, um ehrgeizige Ziele für erneuerbare Energien zu unterstützen.

Das Ministerium für Wasser und Energie in Los Angeles, das größte kommunale Versorgungsunternehmen des Landes, führt eine 1,9-Milliarden-Dollar-Initiative an, um ein Kohlekraftwerk in Utah auf Erdgas und Wasserstoff umzustellen, die mit überschüssiger Wind- und Sonnenenergie erzeugt werden. Die Anlage, die zahlreiche kleine Versorgungsunternehmen und elektrische Genossenschaften versorgt, ist seit langem eine der bedeutendsten Stromquellen in Südkalifornien. Die Gasturbinen, deren Fertigstellung für 2025 geplant ist, werden zunächst ein 30% iges Wasserstoffbrennstoffgemisch verbrennen. Innerhalb von zwei Jahrzehnten wird erwartet, dass sie vollständig mit Wasserstoff betrieben werden, um einem kalifornischen Gesetz zu entsprechen, das vorschreibt, dass die Stromversorgung des Staates bis 2045 kohlenstofffrei sein muss.

"Aus Kostengründen konkurriert es derzeit nicht mit Erdgas", sagte Paul Schultz, Direktor für externe Energieressourcen bei LADWP. Aber er sagte, der Versorger betrachte die Umstellung als langfristige Investition in Änderungen, die Gesetzgeber und Regulierungsbehörden fordern. Und der Preis für grünen Wasserstoff wird in den kommenden Jahren voraussichtlich wettbewerbsfähiger. "Die Kosten werden in eine Richtung gehen, und das ist niedriger", sagte Craig Wagstaff, Senior Vice President für die westliche Gasverteilung bei Dominion Energy. "Es ist nur eine Frage, wie weit sie gehen werden."

Wasserstoff, der in einer Reihe von Branchen eingesetzt wird, wird am häufigsten aus Kohle oder Erdgas durch kohlenstoffemittierende Prozesse hergestellt. Die Produktion von grünem Wasserstoff hingegen eliminiert diese Emissionen, indem erneuerbare Energie verwendet wird, um Wasserstoffatome durch einen als Elektrolyse bezeichneten Prozess von Wassermolekülen zu entfernen. Derzeit ist nur 1% des erzeugten Wasserstoffs grüner Wasserstoff.

Eine relativ kleine Anzahl von Elektrolyseuren wurde bis 2019 weltweit eingesetzt. Laut einem Bericht des Forschungsunternehmens Wood Mackenzie werden bis 2025 voraussichtlich viele weitere Elektrolyseure eingesetzt, da Unternehmen nach Möglichkeiten suchen, die Emissionen aus der Strom- und Gasversorgung, dem Transportwesen und anderen Sektoren zu senken .

Im Juni hat das deutsche Ingenieurbüro Apex Energy Teterow GmbH eine Grünwasserstoffanlage mit einem Zwei-Megawatt-Elektrolyse-System in der Nähe der Ostsee fertiggestellt. Das Wachstum der Produktion von grünem Wasserstoff war teilweise langsam, da es in der Regel drei- bis sechsmal so viel kostet wie Wasserstoff aus fossilen Brennstoffen, sagte Dan Hahn, der die weltweite Praxis der Energieversorger für das Forschungsunternehmen Guidehouse leitet. Er geht davon aus, dass die Kosten innerhalb des nächsten Jahrzehnts erheblich sinken könnten, wenn sich die Produktionstechnologie entwickelt und Richtlinien umgesetzt werden, die grünen Wasserstoff gegenüber fossilen Brennstoffen bevorzugen.

"Wir glauben, dass die Kosten auch in den nächsten zwei bis drei Jahren aufgrund der auf dem Markt getätigten Investitionen sinken werden", sagte Hahn.

Das in Juno Beach, Florida, ansässige Unternehmen NextEra, der landesweit größte Eigentümer von Wind- und Solarparks, kündigte Anfang dieses Jahres Pläne an, 65 Millionen US-Dollar in ein Projekt zu investieren, bei dem überschüssige Sonnenenergie zur Erzeugung von Wasserstoff zur Verwendung in einer Erdgasanlage in Florida verwendet wird. Das 20-Megawatt-Elektrolyse-System, das voraussichtlich 2023 online sein wird, wird verwendet, um einen Teil des Erdgases in einer der drei Gasturbinen der Anlage zu ersetzen.

Im Juni hat Apex Energy eine Grünwasserstoffanlage in der Nähe der Ostsee fertiggestellt. Der Anlagen-Manager des Unternehmens in einem Wasserstoffkraftwerk in Laage

"Was uns an Wasserstoff wirklich begeistert ... ist, dass er das Potenzial hat, den Einsatz erneuerbarer Energien zu ergänzen", sagte Finanzvorstand Rebecca Kujawa kürzlich in einer Gewinnaufforderung. NextEra lehnte es ab, seine Pläne auszuarbeiten.

Dominion Energy, ein in Richmond, Virginia, ansässiges Unternehmen, das rund sieben Millionen Kunden in 20 Bundesstaaten mit Strom oder Erdgas versorgt, plant, Wasserstoff in sein Gasverteilungssystem zu mischen, um die Methan- und Kohlenstoffemissionen zu reduzieren. Ziel ist es, Anfang nächsten Jahres eine 5% ige Mischung an einem ihrer Trainingsstandorte zu testen, um sie weiter zu integrieren und schließlich den Wasserstoffanteil im System zu erhöhen.

Schließlich sieht das Unternehmen das Potenzial, überschüssige Wind- und Sonnenenergie zur Erzeugung von Wasserstoff für Kraftwerke und Pipelines zu nutzen, da es bis 2050 auf Netto-Null-Emissionen drängt.

 

 The Wall Street Journal am 05.09.2020

https://www.wsj.com/articles/utilities-look-to-green-hydrogen-to-cut-carbon-emissions-11599298201