Wasserstofferzeugung durch verschiedene Elektrolysetechnologien: Status und zukünftige Entwicklungspotenziale

Kurzfassung

Es wird erwartet, dass die Wasserstofferzeugung durch Elektrolyse eine wichtige Rolle als Vernetzungstechnologie zwischen der Stromerzeugung einerseits und dem Verkehr und der Industrie andererseits spielt. Wenn Wasserstoff durch Wasserelektrolyse aus erneuerbaren Energien wie Sonne oder Wind erzeugt wird, kann er fossile Brennstoffe in Verkehr und Industrie direkt ersetzen und so zur Integration erneuerbarer Energien in andere Energiesektoren beitragen. Die relevanten Technologien sind entweder die reife alkalische Wasserelektrolyse (AEL), die neuere Wasserelektrolyse der Protonenaustauschmembran (PEMEL) oder die weniger ausgereifte Hochtemperatur-Festoxidelektrolyse (SOEL). Der AEL bietet den Vorteil der Verwendung kostengünstiger Materialien und einer hervorragenden Haltbarkeit, während der PEMEL sich durch geringen Platzbedarf, hohe Stromdichten und ein vereinfachtes Systemdesign auszeichnet. SOEL hat das Potenzial höchster elektrischer Wirkungsgrade, wenn Hochtemperaturwärme verfügbar ist, erfordert jedoch noch Skalierungsbemühungen, um MW-Leistungsniveaus zu erreichen. Es wird ein Überblick über die jüngsten Entwicklungen in Europa und Deutschland hinsichtlich des Einsatzes der Elektrolysetechnologie gegeben. Neben der Präsentation der jeweiligen Technologien werden Leuchtturm-Demonstrations- und Entwicklungsprojekte diskutiert. Darüber hinaus werden Forschungsbeispiele am DLR zur Integration von Elektrolyseuren in erneuerbare Energien und zur Kostensenkung gegeben. Gegenwärtige Aktivitäten und zukünftige Forschungsschwerpunkte werden diskutiert.