Wasserstoff scheitert bisher an physikalischen Gesetzen und explodierenden Kosten
Die globale Energiewende steht vor einem logistischen Albtraum. Während Milliarden in die Erzeugung von grünem Wasserstoff fließen, bleibt der Transport der Achillesferse der gesamten Branche. Wasserstoff besitzt eine extrem geringe Dichte; um relevante Energiemengen zu bewegen, muss das Gas entweder unter enormem Aufwand auf 700 bar verdichtet oder auf minus 253 Grad heruntergekühlt werden.
Diese physikalische Realität vernichtet die Wirtschaftlichkeit. Bei der Verflüssigung für den Transport auf Spezialschiffen gehen rund 12 Kilowattstunden Strom pro Kilogramm Wasserstoff verloren. Das entspricht mehr als einem Drittel des gesamten Energiegehalts der Fracht. Die Industrie verbrennt also Energie, nur um Energie transportabel zu machen.
„Beide etablierten Verfahren, das Verdichten auf mehrere hundert bar für den Transport in Pipelines und das Verflüssigen bei minus 253 Grad, sind sehr aufwendig und teuer.“ So analysiert Matthias Rudloff, CEO des Dresdner Unternehmens Ambartec, die aktuelle Marktlage.
Pipelines sind zwar effizienter, erreichen aber die lukrativsten Erzeugerländer wie Namibia oder Chile schlichtweg nicht.
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Ein Zufallsfund im Archiv offenbart die geniale Effizienz alter Ost-Ingenieurskunst
Die Lösung für dieses globale High-Tech-Problem fand sich nicht im Silicon Valley, sondern in einem Stapel vergilbter Matrizen an der Bergbauakademie Freiberg. Die Ingenieure Matthias Rudloff und Uwe Pahl stießen dort auf Verfahrensprotokolle aus den 1970er-Jahren der DDR.
Damals nutzte das Gaskombinat Schwarze Pumpe Wasserstoff zur Aufbereitung von minderwertigem Erdgas. Das Verfahren geriet durch billige russische Pipeline-Importe in Vergessenheit, erweist sich heute aber als technologischer Schatz. Die Dokumentation war präzise genug, um die Technik sofort zu reaktivieren.
„Vor rund 50 Jahren hat man in der DDR bereits mit einem chemischen Verfahren, das unserem sehr ähnlich ist, schlechtes heimisches Erdgas aufbereitet.“
Erklärt Rudloff den historischen Kontext. Statt das Rad neu zu erfinden, adaptierten die Gründer das Wissen alter DDR-Ingenieure für die moderne Wasserstoffwirtschaft.
Rostiges Eisen schlägt Hochdruck-Tanks in Sachen Effizienz vernichtend
Das Prinzip von Ambartec basiert auf einer chemischen Reaktion von Eisen und Wasserstoff – dem sogenannten Eisen-Dampf-Prozess. In einer Pilotanlage werden simple Roheisen-Nuggets (Eisenoxid) mit Wasserstoff begast. Der Wasserstoff bindet den Sauerstoff aus dem Rost, es entsteht reines Eisen und Wasser. Die Energie ist nun chemisch im Metall gespeichert.
Der Clou: Es wird physisch kein Wasserstoff transportiert. Die beladenen Eisen-Nuggets können in handelsüblichen Seecontainern bei Umgebungstemperatur und ohne Druck verschifft werden. Am Zielort wird Wasserdampf zugeführt, das Eisen oxidiert (rostet) wieder und gibt dabei reinen Wasserstoff frei.
Diese Abwärme wird direkt für den notwendigen Wasserdampf genutzt, was den Gesamtwirkungsgrad des Systems auf fast 80 Prozent katapultiert. Solche Werte erreichen sonst nur Batterien. Ähnliche Ansätze verfolgt derzeit auch die ETH Zürich, allerdings primär als saisonaler Speicher und nicht als Logistiklösung.
Das deutsche Pipelinenetz ignoriert den Mittelstand komplett
Die Relevanz dieser Technologie wird durch die Fehlplanung der Bundesregierung verschärft. Das geplante Wasserstoffkernnetz umfasst zwar 9000 Kilometer, verbindet aber fast ausschließlich große Industriezentren und Küstenregionen. Der Mittelstand in der Fläche bleibt außen vor.
Unternehmen in der Keramikindustrie, etwa in Oberfranken, haben keine Aussicht auf einen Pipeline-Anschluss vor 2037. Die Container-Lösung von Ambartec umgeht dieses Infrastruktur-Vakuum, da sie auf das bestehende Logistiknetz aus Lkw, Bahn und Schiff zurückgreift.
„Für die Container existiert dagegen ein gut eingespieltes, weltweites Logistiknetzwerk, auf das wir für den Transport der Energie zurückgreifen können.“, sagt Rudloff.
Ein 20-Fuß-Container speichert dabei rund 20 Megawattstunden Energie – das entspricht 600 Kilogramm Wasserstoff. Kostentechnisch kalkuliert Ambartec mit vier bis acht Euro pro Kilogramm H2 frei Haus, was durchaus mit den prognostizierten Pipeline-Preisen von sechs Euro konkurrieren kann.
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