Grüne Moleküle sind gefragt, wenn es um das Erreichen der Klimaziele geht. Nur mit Ökostrom allein kann die Energiewende nicht gelingen. Gerade bei der Mobilität sind alternative Lösungen wichtig. Eine davon sind Kraftstoffe, die aus erneuerbaren Rohstoffen produziert werden. An den Tankstellen haben sie schon Einzug gehalten: XTL-Dieselqualitäten wie HVO sind dort seit Kurzem an den Zapfsäulen erhältlich. Auch von bio- und strombasierten Sustainable Aviation Fuels (SAF) für klimaschonendes Fliegen ist immer öfter die Rede. Doch wo kommen diese CO2-armen Fuels eigentlich her? Die werden an unterschiedlichen Standorten produziert. Ab 2027 auch in Hamburg. Die Holborn Europa Raffinerie GmbH hat einen Auftrag zum Bau einer Produktionsanlage erteilt.
Wasserstoff
Wasserstoff ist ein chemisches Element und im Kontext der Energiewende häufig als Energieträger im Gespräch. „Grüner“ Wasserstoff lässt sich mithilfe von Ökostrom per Elektrolyse aus Wasser erzeugen: Wasser wird in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten und das aufsteigende Gas – der Wasserstoff – wird aufgefangen und so zum Speichermedium für den erneuerbaren Strom. Als komprimiertes Gas oder tiefgekühlte Flüssigkeit lässt sich Wasserstoff besser transportieren als der Strom selbst. Der „grüne“ Wasserstoff kann dann entweder direkt als Energieträger, etwa zum Antrieb von Brennstoffzellen genutzt werden, oder er wird weiterverarbeitet, etwa zusammen mit Kohlenstoff zu E-Fuels
Grünes Methanol aus der Kläranlage
Grünes Methanol ist ein gefragter, klimaneutraler Grundstoff, der sowohl als Energieträger als auch zur Herstellung vieler Alltagsprodukte in der chemischen Industrie dient. Die Herstellung alternativer Produkte ist im Vergleich zu ihren fossilen Vorgängern teurer, daher sind gute Rahmenbedingungen erforderlich. Kläranlagen bieten durch mögliche energetische, stoffliche und strukturelle Synergien gute Voraussetzungen für eine effiziente Herstellung von grünem Methanol. Wie sie von Energieverbrauchern zu Energieproduzenten werden können, ist Gegenstand verschiedener Forschungsvorhaben.
Energiewende in Nordeuropa: Vorreiter Skandinavien?
Skandinavien und die nordischen Länder seien, folgt man den Medien, dem übrigen Europa bei der Energiewende deutlich voraus: Unser nördlicher Nachbar Dänemark generiert seinen Strom hauptsächlich aus Windenergie. In Norwegen dominieren Wasserkraftwerke und auf den Straßen sind deutlich mehr Elektroautos unterwegs als hierzulande. Schweden setzt ebenfalls auf Windenergie. Und Finnland will bereits 2035 klimaneutral sein – so schnell wie kein anderes Industrieland. Und Island? Die Insel im Nordatlantik hat genug Energie unter der Erde, dass die Energiewende in Sachen Strom und Wärme für Haushalte bereits umgesetzt ist. Doch sind die nordischen Länder wirklich so vorbildlich wie es scheint?
EU-Wasserstoffimport: Sechs MENA-Länder könnten eine große Rolle spielen
Die Länder Marokko, Algerien, Tunesien, Libyen, Ägypten und Saudi-Arabien könnten einen relevanten Beitrag zur Versorgung Europas mit CO2-neutralem Wasserstoff leisten. Bei dessen Produktion und dem Import besteht ein hohes Kooperationspotenzial zwischen Europa und der MENA-Region. Eine Studie des Fraunhofer Cluster of Excellence Integrated Energy Systems (CINES) in Zusammenarbeit mit Geostock beziffert welche Wasserstoffproduktions- und Importmengen der Europa-MENA-Region technisch machbar sind.
Klimaschutz auf dem Hof: Was macht der Agrarsektor?
Die Landwirtinnen und Landwirte sind zweifelsohne wichtige Akteure der Energiewende in Deutschland: Sie stellen große Flächen für Windkraft- und Photovoltaikanlagen zur Verfügung, betreiben Biogasanlagen und Nahwärmenetze. Doch was ist eigentlich mit den Fuhrparks der Betriebe? Wie laufen Mähdrescher, Traktor und Unimog in Zukunft? Die Dekarbonisierung des Agrarsektors ist noch nicht sehr weit vorangeschritten. Noch sind Maschinen überwiegend mit fossilem Diesel auf den Ackerflächen unterwegs. Doch auch das soll sich in Zukunft ändern.
Der Wasserstoff-Kompass – Orientierung für den Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur
Grüner Wasserstoff soll eine der tragenden Säulen des zukünftigen klimaneutralen Energiesystems in Deutschland und Europa werden. Bis dahin ist es allerdings noch ein weiter Weg, denn der Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur ist technisch und organisatorisch hochgradig komplex und noch mit vielen offenen Fragen verbunden. Der Wasserstoff-Kompass, erstellt von DECHEMA ( Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie) und acatech (Deutsche Akademie der Technikwissenschaften), gefördert durch die Ministerien für Bildung und Forschung sowie Wirtschaft und Klimaschutz, bietet einen Überblick über dieses komplexe Thema und Einblicke in relevante Themenfelder und Herausforderungen.
Speicherung und Transport von Wasserstoff: Technologien und Verfahren
Wasserstoff soll in einer zukünftig klimaneutralen Energiewirtschaft und Industrie zusammen mit dem direktelektrischen Einsatz von Strom aus Wind- und Sonnenenergie eine zentrale Rolle spielen. Das Gas ist für die Energiewende attraktiv, weil es vielseitig ohne die Bildung von CO2- und Schadstoffemissionen für die energetische Nutzung und in Produktionsprozessen einsetzbar ist. In den aktuellen Diskussionen um den Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur geht es in der Regel um Technologien und Kapazitäten für die Herstellung von grünem und in der Hochlaufphase auch blauen bzw. türkisen Wasserstoff sowie Fragen des Imports von Wasserstoff. Dafür ist es wesentlich, dass Wasserstoff auch gespeichert und zu seinen Bestimmungsorten transportiert werden kann.
Wasserstoffimport via Pipeline: Das SoutH2-Korridor-Projekt
Über eine Pipeline könnte ab 2030 grüner Wasserstoff von Nordafrika nach Italien, Österreich und Deutschland transportiert werden. Die 3.300 Kilometer lange Fernleitung soll eine Kapazität von mehr als vier Millionen Tonnen pro Jahr haben und damit 40 Prozent der EU-Importziele für 2030 erfüllen können. Die Leitung wäre Bestandteil eines umfassenden europäischen Wasserstoffnetzes, dem „European Hydrogen Backbone“ (EHB).
Wasserstoffhochlauf
In Serie hergestellte Elektrolyseure sind notwendig, um grünen Wasserstoff wettbewerbsfähig zu machen. Erste industrielle Fertigungen gehen in Deutschland an den Start.
Biofuels & Co. – Rohstoffe und Herstellungspfade für Biokraftstoffe der Zukunft
Um die Klimaziele im Verkehrssektor aber auch im Wärmemarkt erreichen zu können, halten viele Fachleute den Einsatz von alternativen Kraft- und Brennstoffen ergänzend zur Elektrifizierung von Mobilität und Heizung für notwendig und setzen dabei zunehmend auf fortschrittliche biobasierte sowie langfristig auch auf strombasierte Fuels in Form von Wasserstoff und seinen Derivaten. Da kurzfristig diese alternativen Energieträger voraussichtlich noch nicht in ausreichender Menge zur Verfügung stehen, sorgen bislang Biokraftstoffe der sogenannten ersten Generation dafür, den Verbrauch fossiler Kraftstoffe zu reduzieren und helfen, die Klimaschutzlücke im Verkehr nicht weiter zu vergrößern.
Straßengüterverkehr: Welche Energie bewegt die Massen?
Gerade auf den deutschen Autobahnen ist es nicht zu übersehen: Beim Warentransport kommt dem Straßengüterverkehr eine überragende Stellung zu. Lkw auf der Langstrecke spielen dabei die Hauptrolle, allerdings auch bei den CO2-Emissionen. Hier sind klimaschonende Lösungen gefragt.
Wasserstoff-Elektrolyse unter Dampf
Weil der Strom aus erneuerbaren Energien in Deutschland knapp bleiben wird, sind effizientere und damit kostensenkende Elektrolyseanlagen zur Gewinnung von grünem Wasserstoff ein wichtiger Baustein der Energiewende in den Industrien Stahl, Chemie und Petrochemie/Raffinerien. Entsprechend arbeiten viele Anlagenbauer an der Neu- oder Weiterentwicklung der Elektrolysetechnologie.