Chancen und Strategien zur Erzeugung von Wasserstoff als Beitrag zur Energie- und Wärmewende auf Basis unterschiedlicher Einsatzstoffe

• Ralf Wittstock
• Thomas Raussen
• Jürgen Hake

Für die seitens der Bundesregierung zuletzt formulierten Ziele zum Klimaschutz und der Energiesicherheit kann die Wasserstofferzeugung zukünftig einen Beitrag leisten. Während die Wasserelektrolyse bereits großtechnisch am Markt vertreten ist und über einen hohen Entwicklungsstand verfügt, weisen biomassebasierte Verfahren eher noch Forschungscharakter auf oder sind bestenfalls zu Pilotanlagen entwickelt. Zudem ist die Wasserelektrolyse aktuell nur auf einem hohen Kostenniveau zu realisieren, weshalb der Nutzung biomassebasierter Verfahren zukünftig ein entsprechender Stellenwert zukommen könnte. Auch wenn Biowasserstoff momentan aufgrund der verfahrenstechnischen Einheiten im Vergleich nur eher geringe Chargen erzeugen kann, bieten sich die Verfahren vornehmlich zur Versorgung dezentraler Regionen an, vor allem bei Vorhandensein einer Biogas- oder Vergärungsanlage. Die Abfallwirtschaft kann diesbezüglich ebenfalls einen Beitrag leisten und profitieren, da mit der aktuellen Gesetzgebung eine höherwertige Verwertung des Biomassepotentials in Restmüllmengen verknüpft ist. Die bislang überwiegend praktizierte Kompostierung ist somit nicht mehr ausreichend, vielmehr sind die anstehenden Biomassefraktionen zu vergären und das erzeugte Gas zu nutzen. Der verbleibende Gärest kann anschließend stofflich verwertet werden. Ob und welche der aufgezeigten Verfahren den Markt für sich behaupten können, hängt letztlich von politisch-wirtschaftlichen Rahmenbedingungen, regionalen bzw. spezifischen örtlichen Gegebenheiten und der technologischen Weiterentwicklung ab.

Hydrogen production can make a contribution in the future to the goals recently formulated by the federal government for climate protection and energy security. While water electrolysis is already represented on the market on a large scale and is at a high level of development, biomass-based processes are still of a research nature or have at best been developed into pilot plants. In addition, water electrolysis can currently only be implemented at a high cost level, which is why the use of biomass-based processes could gain corresponding importance in the future. Even if biohydrogen can currently only produce relatively small batches due to the process engineering units, the process is primarily suitable for supplying decentralized regions, especially if there is a biogas or fermentation plant. Waste management can also make a contribution and benefit in this regard, as the current legislation is linked to a higher-quality utilization of the biomass potential in residual waste. The composting that has been predominantly practiced so far is no longer sufficient; rather, the resulting biomass fractions have to be fermented and the gas produced must be used. The remaining fermentation residue can then be recycled. Whether and which of the methods shown can assert themselves on the market ultimately depends on the political-economic framework, regional or specific local conditions and further technological development.