Wasserstoffspeicher

Wasserstoffspeicher sind essenziell für die Energiewende. Sie ermöglichen es, überschüssige Energie aus stark fluktuierenden erneuerbaren Quellen, wie Windkraft und Photovoltaik,  langfristig zu speichern und bei Bedarf wieder verfügbar zu machen. Außerdem bietet Wasserstoff bietet eine vielversprechende Alternative zu fossilen Brennstoffen und unterstützt die Dekarbonisierung. Um die Verbraucher langfristig auf Wasserstoff umzustellen, ist eine bedarfsgerechte Verfügbarkeit von H₂ unabdingbar. Dies macht die effiziente und sichere Speicherung von Wasserstoff zur Schlüsseltechnologie und zum Bindeglied zwischen Erzeugung und Verbrauch.

Wasserstoff ist das leichteste Element im Periodensystem. Es hat eine hohe gravimetrische Energiedichte von 33,33 kWh/kg, aber eine sehr geringe volumetrische Energiedichte von nur 2,8 kWh/m³ bei normalem Druck. Diese Eigenschaften machen innovative Speicherlösungen erforderlich.

Hochdruckspeicherung (Compressed Gaseous Hydrogen, CGH2)

Bei der Hochdruckspeicherung wird Wasserstoff in speziellen Tanks bei Drücken von bis zu 700 bar gespeichert. Diese Methode ist weit verbreitet, insbesondere in der Mobilität.

Flüssigwasserstoffspeicherung (LH2)

Hier wird Wasserstoff durch Abkühlung auf -253°C verflüssigt. Diese Methode erhöht die volumetrische Energiedichte, ist jedoch sehr energieintensiv.

Physikalisch gebundene Speicherung

Wasserstoff wird in festen Materialien wie Metallhydriden gespeichert. Diese Technologie ermöglicht eine sichere Speicherung, ist jedoch noch nicht breit verfügbar.

Chemisch gebundene Speicherung

Wasserstoff wird in chemischen Verbindungen wie Ammoniak oder Methanol gespeichert. Diese Methode bietet eine hohe Speicherdichte und ermöglicht eine einfache Transportfähigkeit.

Kavernenspeicher

Bei der Kavernenspeicherung werden unterirdischer Hohlräume genutzt, um Energie in Form von Wasserstoff zu speichern. Diese Kavernen werden entweder in natürlichen Salzstöcken oder in bereits geleerten Erdgasfeldern angelegt. Durch den Einsatz moderner Technologien können so große Energiemengen sicher und effizient gespeichert werden, was sie zu einer Schlüsseltechnologie für die Zukunft macht.

Der Markt bietet eine Vielzahl von Wasserstoffspeichern, die sich unter anderem durch unterschiedliche Druckniveaus und Materialzusammensetzungen auszeichnen. Zentrale Herausforderungen sind die saisonale Speicherung, die Nachhaltigkeit der Speichertechnologien sowie die effiziente Anpassung an das Gesamtsystem. Die Druckunterschiede zwischen Elektrolyseur (1-10 bar) und Verbrauch (100-700 bar) müssen durch geeignete Kompressionsverfahren überbrückt werden. Die Systemauslegung erfordert eine sorgfältige Abstimmung aller Komponenten wie erneuerbare Energiequellen, Elektrolysetechnologie, Verdichter, Speicher sowie deren Kapazitäten und Drücke, um eine kontinuierliche Versorgung zu gewährleisten. Darüber hinaus spielen die Investitions- und Betriebskosten eine wesentliche Rolle bei der Bestimmung des Wasserstoffpreises.

AIT unterstützt Unternehmen und Institutionen bei der Umsetzung von Wasserstoffspeicher Projekten durch:

• Technische Machbarkeitsstudien.
• Wirtschaftlichkeits- und Risikoanalysen sowie Marktprognosen.
• Systemauslegungen, Optimierungen und Betriebskonzepte.
• Unterstützung bei der Planung und Umsetzung von H₂-Speicherprojekten.
• Analyse der regulatorischen Rahmenbedingungen.