Wasserstoff und Abfall als wertvolle Ressourcen für grüne Zukunftsenergie

Wasserstoff soll die Zukunft der Menschheit retten. Was an dieser Aussage dran ist und wo es tatsächlich in Zukunft hingehen soll, das haben jüngst Experten im Rahmen von Keynotes und Diskussionsrunden der E.ON Energy Innovation Days 2020 erklärt. Stichwort Klimawandel: Wasserstoff könnte sich als Energie der Zukunft als echter Rockstar erweisen. Das Gas soll uns mit grüner Energie versorgen und das umweltfreundlich und erneuerbar. Was steckt hinter der Technologie? Was ist grüner und was blauer Wasserstoff? Wie sieht es mit dem Einsatz der Brennstoffzelle in LKWs aus? Die Antwort auf diese und weitere Fragen findet ihr im folgenden Beitrag. Im Anschluss wird zudem ein kleiner Ausblick in die Müllverarbeitungsproblematik gewährt. Auch hier können in Zukunft wichtige Energiequellen erschlossen werden.

Batterie oder Brennstoffzelle als elektrische Zukunft von LKWs und Bussen?

Die Elektromobilität wird momentan als eine Art Generallösung für die Zukunft der Mobilität gehandelt. Dabei gäbe es durchaus Alternativen – etwa Wasserstoffbrenn-stoffzellen. Auf einer Podiumsdiskussion im Rahmen der E.ON Energy Innovation Days 2020 wurde der Frage nachgegangen, welche dieser beiden Antriebsarten für den LKW- und Busverkehr vorzugswürdig ist. Die Teilnehmer waren Lioudmila Simon von E.ON Innovation, Dirk Uwe Sauer vom E.ON Energy Research Center an der RWTH Aachen, Götz von Esebeck vom Nutzfahrzeug- und Bushersteller Traton sowie Detlef Stolten vom Forschungszentrum Jülich. Moderiert wurde die Runde von Frank-Detlef Drake von Innogy.

LKW: Es gibt keine eindeutige Lösung

Die Diskussion war in zwei Teilbereiche aufgeteilt – zum einen die Anwendung von Elektro- und Wasserstoffantrieben im LKW-Verkehr und zum anderen die Anwendung der beiden Antriebsarten im Busverkehr. Der weitaus größere Anteil der ver-fügbaren Zeit fiel dabei dem Busverkehr zu.
Zuerst wurde klargestellt, dass es für den LKW-Verkehr insgesamt vier verschie-dene Antriebsformen gibt, die sich als Alternative zum klassischen Dieselantrieb anbieten. Namentlich reine Elektroantriebe mit Batterie, Elektroantriebe mit Überlandleitungen auf Autobahnen oder Schnellstraßen, Antriebe mit Wasserstoffbrennstoffzelle sowie herkömmliche Verbrennungsmotoren mit grünen Treibstoffen. Im Laufe der Diskussion kristallisierte sich schnell heraus, dass es wahrschein-lich keine allgemeingültige Antwort auf die Frage gibt, ob Wasserstoff- oder Elektro-antriebe die Zukunft für LKWs sein werden. Günther von Esebeck betonte, dass es über 500 Einsatzszenarien im LKW-Bereich gibt, die nicht alle gleich gut von einer Antriebsart abgedeckt werden können. Er sähe dabei weniger einen Wettbewerb zwischen dem Elektro- und Wasserstoffantrieb, sondern die beiden Antriebe würden sich ergänzen.
Detlef Stolten, der als großer Verfechter des Wasserstoffantriebs bekannt ist, sah eines der großen Probleme bei Elektroantrieben in der fluktuierenden Verfügbarkeit erneuerbarer Energien. Die Stromversorgung aus erneuerbaren Quellen ist eine der Voraussetzungen für eine klimafreundliche Elektromobilität. Aufgrund der schwankenden Verfügbarkeit solcher Stromarten seien aber Zwischenspeicher erforderlich, die die Effizienz von Elektroantrieben maßgeblich negativ beeinflussen würden. Dem hielt Uwe Sauer jedoch entgegen, dass es mit der Zeit immer mehr erneuerbare Energien geben werde und beim Laden zum großen Teil direkte Energie aus erneuerbaren Quellen verwendet werden könne, ohne auf Speicherlösungen zurückgreifen zu müssen. Einen Platz für Wasserstoff sieht er aber dennoch: Eben als Lösung für die Energiezwischenspeicher.

Infrastruktur stellt eine Herausforderung dar

Was LKWs angeht, wird man sich über lange Sicht die Frage nach der geeigneten Infrastruktur für die Elektromobilität stellen müssen. Aktuelle Elektroautos haben eine maximale Batteriekapazität um die 100 Kilowatt. Im Falle von Elektrotrucks wären eher um die 800-900 Kilowatt erforderlich – in Batterien, die es auf ein Gewicht von etwa sechs Tonnen bringen würden. Dafür wird eine andere Infrastruktur benötigt, die vor allem auch größere Ladeströme bereitstellt. Auch Lioudmila Simon sieht hier noch Herausforderungen:

„Für E-Trucks wird der Gewinner High-Powered-Charging sein. In Deutschland gibt es aktuell etwa 4000 Ladepunkte, die mit 150 bis 350 kW pro Stunde laden. Für Heavy-Duty-Trucks werden wir Megawatt-Charging benötigen, was noch entwickelt und auf den Markt gebracht werden muss“, sagt sie.

Insgesamt kristallisierte sich für den LKW-Bereich eine Tendenz der Runde in Richtung Elektromobilität heraus. Speziell da die Batterien von LKWs etwa acht Stunden täglich im Einsatz seien, sei auch die CO2-Bilanz von Elektro-LKWs der von Elektroautos noch einmal deutlich überlegen, erläuterte Sauer.

Elektrisch bis zur Mittelstrecke, Langstrecken mit Wasserstoff

Im Busverkehr stellt sich die Situation ähnlich da. Günther von Esebeck bestätigte einen deutlichen Trend in Richtung Elektrobusse für den Stadtverkehr. Die Entwicklung in Europa ist der in China aber weit hinterher. Während in China etwa 400.000 Elektrobusse unterwegs sind, ist in Deutschland nur etwa 4 Prozent des Stadtverkehrs elektrifiziert. Bis 2030, so Lioudmila Simon, könnte dieser Wert allerdings bei 60 Prozent liegen. Detlef Stolten sieht auch hier einen Platz für Wasserstoffantriebe – speziell für Fernfahrten. Elektroantriebe seien zudem in hügeligen Gebieten wie etwa dem Stuttgarter Stadtverkehr benachteiligt.

Als Fazit kommt die Runde zu dem Schluss, dass sowohl im LKW- als auch im Busbereich der Trend für Kurz- und Mittelstrecken eindeutig in Richtung Elektromobilität geht. Für Langstrecken ist die Situation noch unklar, Brennstoffzellen könnten hier jedoch eine gute Alternative sein.

The (r)evolution of waste: Abfall als wertvolle Ressource

Am zweiten Tag des E.ON Energy Innovation Days 2020 wurde das Thema Müllrecycling in den Fokus gerückt. Aufbauend auf den ersten größeren Komplex der Energiegewinnung der Zukunft, wird nun geschaut, wie Müll in Zukunft effizienter als wertvolle Ressource genutzt werden kann. Wir haben uns die Experten-Vorträge angeschaut und wollen auch diese kurz für euch zusammenfassen.

Pro Jahr und Person werden in Deutschland rund sechzehn Tonnen an den verschiedensten Materialien verbraucht – von der Verpackung bis hin zu Textilien. Sechs Tonnen davon werden nicht dauerhaft genutzt, sondern enden als Müll. Lange Zeit machte man sich darüber nicht allzu viele Gedanken, sondern vergrub den Abfall schlicht auf Müllkippen. Heute allerdings bezeichnet Stefan Hakansson, CEO bei E.ON Business Solutions, die Abfallproblematik als „eine der größten Herausforderungen aktuell“. Gleichzeitig verströmt er aber auch einen gewissen Optimismus. Denn große Mengen an Müll müssen nichts rein negatives sein. Vielmehr können sie auch eine wertvolle Ressource darstellen. Dieses Potenzial zu heben und für die Gesellschaft nutzbar zu machen, sieht er als eine wichtige Aufgabe für alle relevanten Akteure an.

Die vier Stufen der Müllentsorgung

Grundsätzlich hat sich in den letzten Jahren der Gedanke etabliert, dass es verschiedene Stufen der Müllentsorgung gibt. In der Gesetzgebung der Europäischen Union sind es fünf Stufen, Hakansson sprach während der erstmals online veranstalteten Energy Innovation Days hingegen von vier:

1. Müllvermeidung: Der Ansatz ist einleuchtend. Wenn erst gar kein Müll produziert wird, muss er auch nicht entsorgt werden.
2. Recycling: Die weggeworfenen Produkte werden ganz oder teilweise erneut verarbeitet.
3. Müllverwertung: Der Abfall findet eine sinnvolle Verwendung.
4. Entsorgung: Der klassische Ansatz. Der Müll wird vergraben oder anderweitig entsorgt.

Ein Beispiel aus der Praxis von E.ON besteht beispielsweise darin, dass aus Lebensmittelabfällen synthetische Kraftstoffe entstehen können, die klimaneutral sind und fossile Energieträger ersetzen. Auch Plastik kann potenziell ein wertvoller Rohstoff sein. Hierfür ist es aber entscheidend, dass die richtigen Kunststoffe verwendet und zertifiziert werden.

Wärme gehört zu den nicht sofort sichtbaren Verlusten

In der öffentlichen Diskussion ist oftmals ausschließlich von sichtbaren Abfällen die Rede. Also Produkten, die klassisch in der Mülltonne landen und entsorgt werden müssen. Hakansson wies in seinem Beitrag allerdings darauf hin, dass es auch unsichtbaren Ressourcenverlust gibt. Gemeint sind damit vor allem Wärmeverluste. Das dahinter stehende Phänomen dürfte jeder schon einmal gesehen haben: Kühlschränke beispielsweise geben den ganzen Tag lang Wärme ab, die ungenutzt entweicht. Nun möchte E.ON natürlich nicht in jedem Privathaushalt warme Luft abschöpfen. Stattdessen gab Hakansson die Devise aus: „Große Emittenten zuerst angehen“. So untersuchte der Konzern in Schweden ganze Städte mithilfe von Wärmebildkameras. In einem Fall stellte sich dabei das Eisstadion als größte Wärmequelle dar. Inzwischen wird hier tatsächlich die warme Luft eingefangen und an anderer Stelle genutzt.

Die Lösungen müssen wirtschaftlich sinnvoll sein

Solche Lösungen müssen allerdings zwei Herausforderungen überwinden. Zum einen muss das Ganze wirtschaftlich Sinn ergeben. Oder wie es Hakansson ausdrückt: „Die meisten Kundenkontakte beginnen mit finanziellen Aspekten.“ In diesem Punkt gibt es allerdings gute Nachrichten: In vielen Fällen kann hier inzwischen durch smarte Lösungen tatsächlich die Wettbewerbsfähigkeit der Kunden gesteigert werden. Gleichzeitig muss aber auch die Infrastruktur bereitstehen, um die Wärme vom Entstehungsort dorthin zu transportieren, wo sie benötigt wird. In historisch gewachsenen Stadtgebieten ist dies teilweise nur schwer zu realisieren. Bei Neubauprojekten – etwa dem Mailänder Expo-Gelände – findet dieses Thema aber immer öfter Berücksichtigung. Beschleunigt werden könnte diese Entwicklung noch durch die Politik – etwa durch eine Steuer oder Strafzahlung auf ungenutzt entweichende Wärme.

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