Wasserstoff - Speichermöglichkeiten

Wasserstoffspeicherung umfasst die kurz- oder langfristige Lagerung von Wasserstoff, um ihn für verschiedene Anwendungen in der Energiewirtschaft bereitzuhalten. Dabei können sowohl große als auch kleinere Mengen gespeichert werden. Bei Bedarf kann Wasserstoff beispielsweise zur Stromerzeugung genutzt oder als Energieträger beziehungsweise Ausgangsstoff in industriellen Prozessen eingesetzt werden. Auch für den Transport und die Nutzung in Brennstoffzellenfahrzeugen wird Wasserstoff gespeichert, etwa in speziellen Drucktanks.

Die Möglichkeiten der Wasserstoffspeicherung sind vielfältig. Wasserstoff kann beispielsweise gasförmig in geeigneten Kavernenspeichern oder Drucktanks gelagert werden. Darüber hinaus lässt sich Wasserstoff chemisch binden und in Form von Ammoniak speichern und transportieren. Wird das Ammoniak mithilfe von Wasserstoff aus erneuerbaren Energien hergestellt, spricht man auch von grünem Ammoniak.

Das Speichern von Wasserstoff hat zum Ziel, den Energieträger in großen Mengen für unterschiedliche Anwendungen bereitzuhalten, beispielsweise für den Einsatz in der Industrie oder im Verkehr. Ein wichtiges Anwendungsfeld ist die langfristige Speicherung von Energie aus erneuerbaren Quellen.

In Zeiten geringer Stromerzeugung aus Wind- und Solarenergie kann zuvor gespeicherter Wasserstoff beispielsweise in einer Brennstoffzelle oder einem dafür geeigneten Kraftwerk zur Stromerzeugung genutzt werden. Dabei entstehen allerdings Energieverluste.

Darüber hinaus können Industrieunternehmen mit Wasserstoff versorgt werden, beispielsweise um fossile Energieträger oder konventionell hergestellten Wasserstoff in bestimmten Produktionsprozessen zu ersetzen. Auch im Verkehrsbereich gibt es unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten, etwa bei Lkw, Schiffen und in speziellen Anwendungen der Raumfahrt.

Eine der großen Herausforderungen bei der Speicherung von Wasserstoff ist die Energieeffizienz. Ziel ist es, geeignete Speicherverfahren und Standorte zu finden, um Wasserstoff mit möglichst geringem Energieaufwand zu speichern und bei Bedarf wieder bereitzustellen.

Für die Speicherung großer Wasserstoffmengen in unterirdischen Kavernen müssen geeignete Standorte und technische Anlagen vorhanden sein. Auch für den Transport und die flächendeckende Nutzung von Wasserstoff ist eine entsprechende Infrastruktur aus Leitungen und Anschlussstellen erforderlich. Bestehende Erdgasleitungen und Kavernenspeicher können unter bestimmten Voraussetzungen für Wasserstoff genutzt werden. Dafür muss ihre technische Eignung geprüft werden. Gegebenenfalls sind Anpassungen oder Umrüstungen notwendig.

Je nach Speicherverfahren entstehen unterschiedliche Energieverluste oder zusätzliche Energieaufwendungen. Beispielsweise benötigt die Verflüssigung von Wasserstoff durch starke Abkühlung viel Energie. Bei der gasförmigen Speicherung in Drucktanks ist Energie für die Verdichtung erforderlich. Metallhydridspeicher können aufgrund ihres hohen Gewichts insbesondere beim Transport Nachteile aufweisen.

Die Speicherung von Wasserstoff kann einen Beitrag zur Integration erneuerbarer Energien in das Energiesystem leisten. So kann überschüssiger Strom aus Wind- und Solarenergie mittels Elektrolyse zur Herstellung von Wasserstoff genutzt werden. Dieser lässt sich über längere Zeiträume speichern und bei Bedarf wieder zur Energieversorgung einsetzen.

Wird Wasserstoff aus erneuerbaren Energien in geeigneten Industrieprozessen anstelle fossiler Energieträger oder konventionell hergestellten Wasserstoffs eingesetzt, können dadurch Treibhausgasemissionen reduziert werden. Wie hoch die Einsparungen ausfallen, hängt unter anderem von der Herstellung, Speicherung und dem Transport des Wasserstoffs sowie von der jeweiligen Anwendung ab.