Grüner Wasserstoff im Fokus: Die Perspektive von Axpo auf die innovative Energiequelle

Die Schweiz steht vor einer Energiezukunft, die sowohl von geopolitischen Ereignissen als auch von technologischen Innovationen geprägt ist.

Während das Land lange Zeit im europäischen Vergleich als Nachzügler im Bereich erneuerbarer Energien galt, haben jüngste Energiekrisen, wie der Ukraine-Krieg und der russische Gaslieferstopp, die Notwendigkeit einer umfassenden Umgestaltung der Energieversorgung hervorgehoben. Eine Studie des Verbandes Schweizerischer Elektrizitätswerke in Zusammenarbeit mit der Empa zeigt, dass grüner Wasserstoff, der bisher als sekundäre Energiequelle in der Schweiz betrachtet wurde, bis 2050 eine zentrale Rolle neben Wasserkraft und Photovoltaik spielen könnte.

Axpo, ein führendes Energieunternehmen in der Schweiz, steht im Mittelpunkt dieser Diskussion, indem es das Potenzial, die Herausforderungen und den Einfluss von grünem Wasserstoff beleuchtet. Das Unternehmen betrachtet, wie dieser sich in das Energienetzwerk integrieren lässt und welche Auswirkungen dies auf die zukünftige Energielandschaft haben könnte.

Grüner Wasserstoff – Hoffnungsträger einer unabhängigen Zukunft

Die aktuelle Energiekrise, ausgelöst durch geopolitische Spannungen und Versorgungsengpässe, hat den Fokus auf alternative Energiequellen gelenkt. Grüner Wasserstoff steht im Mittelpunkt dieser Suche und wird oft als nachhaltige Alternative zu fossilen Brennstoffen betrachtet. Der Wasserstoff-Förderverein, gegründet in der Schweiz und unterstützt von über 20 Unternehmen, darunter auch Axpo, verfolgt das Ziel, den Klimawandel zu bekämpfen und die Mobilität zu dekarbonisieren.

Doch was genau ist grüner Wasserstoff? Es handelt sich um Wasserstoff, der durch die Elektrolyse von Wasser, unter Nutzung von erneuerbarer Energie wie Wind oder Sonne, gewonnen wird. Die Verwendung erneuerbarer Energie für den Prozess macht ihn CO2-neutral.

Tatsächlich nimmt das farblose Gas Wasserstoff in der Debatte um die Energiewende verschiedene «Farben» an. Grüner Wasserstoff spielt hierbei eine Schlüsselrolle, da er keine Treibhausgase bei seiner Herstellung emittiert. Das Verfahren wird als Power-to-Gas bezeichnet und ist ein Baustein der sogenannten Power-to-X-Technologien, bei denen Strom genutzt wird, um Energie in eine für bestimmte Anwendungen nützlichere Form umzuwandeln.

Neben dem grünen Wasserstoff gibt es andere Farbvarianten, die je nach Herstellungsmethode und -quellen unterschieden werden:

Blauer Wasserstoff: Dieser Typ wird hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen wie Erdgas hergestellt. Bei diesem Prozess wird CO2 freigesetzt, dieses wird jedoch durch Carbon-Capture-and-Storage (CCS) abgefangen und unterirdisch gelagert. Daher wird blauer Wasserstoff als CO2-neutral betrachtet, obwohl bei seiner Herstellung CO2 entsteht.

Grauer Wasserstoff: Dieser ist momentan der am meisten produzierte Wasserstoff und wird durch die Dampfreformierung von Erdgas gewonnen. Dabei entsteht eine erhebliche Menge CO2, die in die Atmosphäre freigesetzt wird. In der Industrie gibt es jedoch Bestrebungen, grauen Wasserstoff durch grünen Wasserstoff zu ersetzen, um den CO2-Ausstoss zu reduzieren.

Türkiser Wasserstoff: Dieser wird durch die thermische Spaltung von Methan (Methanpyrolyse) hergestellt. Statt CO2 entsteht bei diesem Prozess fester Kohlenstoff. Dieser Kohlenstoff kann in der Industrie verwendet werden, beispielsweise für die Produktion von Leichtbaustoffen oder Batterien. Die CO2-Neutralität dieses Verfahrens hängt von der Nutzung erneuerbarer Energien und einer dauerhaften Bindung des Kohlenstoffs ab.

Während grüner Wasserstoff aufgrund seiner umweltfreundlichen Eigenschaften bevorzugt wird, sind die anderen Typen aufgrund von Übergangslösungen und wirtschaftlichen Überlegungen immer noch relevant.

Die Herausforderungen bei der Umstellung auf grünen Wasserstoff sind vielfältig. Die Herstellung ist noch teuer, und eine Umstellung industrieller Prozesse erfordert hohe Investitionen. Trotzdem setzt die Nationale Wasserstoffstrategie darauf, grünen Wasserstoff kosteneffizient zu produzieren. Internationale Kooperationen und ein grosser Absatzmarkt sind dabei von zentraler Bedeutung.

Schliesslich zeigt die Wasserstoff-Farbenlehre, wie komplex das Thema ist. Trotz dieser Komplexität hat Wasserstoff – egal in welcher Farbe – das Potenzial, die Energiewende massgeblich voranzutreiben und der Welt eine nachhaltigere Energiezukunft zu bieten.

Eine Energiequelle mit Potenzial

Um die Möglichkeiten und Potenziale von grünem Wasserstoff voll auszuschöpfen, müssen einige Herausforderungen gemeistert werden. Insbesondere die Skalierung der Produktion ist entscheidend. Wenn er in ausreichenden Mengen zur Verfügung steht, könnte grüner Wasserstoff nicht nur den Energiesektor, sondern auch Industrie und Mobilität revolutionieren.

Eines der wichtigsten Ziele für die Schweizer Regierung und Industrie ist die Errichtung einer effizienten Infrastruktur. Hierzu gehören Elektrolyseure, die die Wasserspaltung durchführen, Speichersysteme, die den Wasserstoff bevorraten, und ein Transportnetz, um den Wasserstoff dorthin zu bringen, wo er benötigt wird. Dabei muss jedoch beachtet werden, dass Wasserstoff ein sehr leichtes Molekül ist, was den Transport und die Lagerung kompliziert macht.

Die Öffentlichkeit spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Akzeptanz und Umsetzung von Wasserstofftechnologien. Bildung und Aufklärung sind Schlüsselelemente, um Verständnis und Akzeptanz für diese Technologie zu schaffen. Hier können Regierung und Industrie gemeinsam agieren, um sicherzustellen, dass die Bürgerinnen und Bürger über die Vorteile und Potenziale von grünem Wasserstoff informiert sind.

Trotz all dieser Herausforderungen sind sich viele Experten einig, dass grüner Wasserstoff das Potenzial hat, eine Schlüsselrolle bei der Dekarbonisierung der Wirtschaft zu spielen. Dies wäre nicht nur gut für das Klima, sondern könnte auch neue wirtschaftliche Chancen für die Schweiz schaffen.

Die Einführung einer Wasserstoffwirtschaft ist sicherlich keine einfache Aufgabe. Es erfordert sowohl politischen Willen als auch erhebliche Investitionen. Doch angesichts der drohenden Auswirkungen des Klimawandels und der Möglichkeit, eine führende Position in einer neuen globalen Industrie einzunehmen, könnte der Einsatz von grünem Wasserstoff ein lohnendes Unterfangen für die Schweiz sein.

Grüne Wasserstoffproduktion von Axpo in Reichenau: Ein Meilenstein für die Schweizer Energiezukunft

Ab dem Winter 2023 plant Axpo, jährlich bis zu 350 Tonnen Wasserstoff aus Rheinwasser in Domat/Ems zu produzieren. Dieser grüne Wasserstoff soll insbesondere im Schwerlastverkehr eingesetzt werden und damit rund 1,5 Millionen Liter Dieselkraftstoff ersetzen. Das Wasserstoffproduktionswerk im Kanton Graubünden verkörpert das  Engagement der Axpo, eine tragende Säule der zukünftigen Energieversorgung der Schweiz zu sein.

Diese neue Einrichtung, die von Rudolf Büchi, dem Leiter der Axpo-Vorderrhein-Kraftwerksgruppe, beaufsichtigt wird, verfolgt einen modularen Ansatz. Alle Komponenten der Anlage haben standardisierte Abmessungen, ähnlich denen von Schiffscontainern, was den Transport und die Anordnung erleichtert.

In dieser Anlage wird künftig Wasser aus dem Rhein in einem Elektrolyseur in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt, ein Prozess, der als Power-to-Gas-Technologie bekannt ist. Da Axpo eigenen Strom aus der erneuerbaren Wasserquelle für die Elektrolyse verwendet, entsteht bei der Wasserstoffproduktion kein CO2. Das Ergebnis ist grüner Wasserstoff, der im Gegensatz zu anderen Formen, wie grauem, blauem oder türkisfarbenem Wasserstoff, wirklich klimaneutral ist.

Mit dem Fortschritt der Arbeiten an der Anlage sind bereits Pläne zur Einrichtung von drei Tankstellen in der Region in Arbeit. Wenn alles nach Plan läuft, wird die Anlage zwischen 700 und 800 Kilogramm Wasserstoff pro Tag produzieren.

Der Hauptfokus des Reichenau-Kraftwerks wird jedoch weiterhin die Stromerzeugung durch Wasserkraft sein. Wasserstoff wird kontinuierlich produziert und in Tanks gelagert. Das Reichenau-Kraftwerk ist in der Schweiz einzigartig, da es Stromerzeugung, Umweltschutz und Innovation kombiniert. Ein Beispiel für diesen Umweltschutz ist eine neu entwickelte, 120 Meter lange Fischleiter, die Forellen aus dem Bodensee auf ihrem Weg zu Laichgründen im Vorderrhein und Hinterrhein nutzen können.

Digitale Werkzeuge, wie Drohnen, werden eingesetzt, um die Unterwasserumgebung zu vermessen und sicherzustellen, dass die Fische immer einen ausreichend grossen Wasserkanal zur Verfügung haben. Darüber hinaus nutzt das Reichenau-Kraftwerk auch Restwasser für die Stromerzeugung durch eine kleine 275 kW-Dosiereinheit, wodurch die Energieeffizienz des Standorts weiter optimiert wird.

Das neu geplante Wasserstoffproduktionswerk ergänzt einen bereits nachhaltigen Zyklus. Für Axpo ist dieses Projekt in Reichenau eine Generalprobe. Wenn solche Anlagen auch im grossen Massstab funktionieren, wird Wasserstoff zweifellos eine entscheidende Rolle in der zukünftigen Energieversorgung spielen.

Wasserstoffproduktionsprojekt von Axpo beim Wasserkraftwerk Wildegg-Brugg macht Fortschritte

Axpo treibt die Pläne zur Einrichtung einer Wasserstoffproduktionsanlage beim Wasserkraftwerk Wildegg-Brugg voran. Die Inbetriebnahme der Anlage, die grünen Wasserstoff aus einheimischer Wasserkraft erzeugen soll, ist für das Frühjahr 2024 geplant. Ein Teil des erzeugten, klimafreundlichen Wasserstoffs wird direkt über eine neue Leitung zur nahegelegenen Tankstelle von Voegtlin-Meyer geliefert, was einen signifikanten Beitrag zur Dekarbonisierung im Mobilitätssektor darstellt. Heute wurde die Baueingabe für das Projekt eingereicht.

Die Anlage in Wildegg-Brugg wird voraussichtlich eine Leistung von bis zu 15 MW haben und jährlich rund 2000 Tonnen grünen Wasserstoff durch Elektrolyse produzieren. Der gesamte für die Produktion benötigte Strom kommt aus dem angrenzenden Flusskraftwerk Wildegg-Brugg. Voegtlin-Meyer wird den Wasserstoff regionalen Nutzern an ihrer Tankstelle zur Verfügung stellen. Darüber hinaus plant die IBB, die Abwärme aus dem Elektrolyseprozess in einem Wärmenetz zu nutzen und diese erneuerbare Energie den Industrienachbarn bereitzustellen.

Das Projekt, welches die Wasserstoffproduktionsanlage und die Leitung zur Tankstelle umfasst, resultiert aus einer Kooperation zwischen Axpo, Voegtlin-Meyer, IBB und der Stadt Brugg. Die Beteiligten haben im November 2021 eine gemeinsame Absichtserklärung unterschrieben. Mit den jährlich produzierten 2000 Tonnen grünem Wasserstoff könnten rund 300 Lastwagen oder Busse betrieben werden, was zu einer deutlichen Reduzierung der CO2-Emissionen im Strassenverkehr führen wird.

Die Zukunft des grünen Wasserstoffs

Trotz seiner Vorteile war Wasserstoff lange Zeit in der Schweiz als sekundäre Energiequelle betrachtet worden. Doch die raschen Veränderungen in der globalen Energielandschaft und die Notwendigkeit, CO2-Emissionen zu reduzieren, haben diesen Standpunkt geändert. Wasserstoff hat das Potenzial, insbesondere im Winter, eine zentrale Rolle in der Energieversorgung zu spielen.

Axpo betont, dass für eine umfassende Integration von grünem Wasserstoff in das Energieökosystem der Schweiz und Europas sowohl technologische Fortschritte als auch koordinierte Anstrengungen zwischen Unternehmen, Regierungen und Bürgern erforderlich sind.

Abschliessend lässt sich sagen, dass grüner Wasserstoff ein vielversprechender Schritt in Richtung einer nachhaltigen, unabhängigen und klimafreundlichen Energiezukunft ist. Mit Unternehmen wie Axpo, die diese Vision vorantreiben und innovative Lösungen entwickeln, könnten die Tage fossiler Brennstoffe gezählt sein.

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