Energie- und Klimakrisen führen zu einem erhöhten Interesse an der Nutzung erneuerbarer Energiequellen (RES-Renewable Energy Sources) für die Herstellung von Kraftstoffen. Eine der vielversprechendsten Lösungen ist Wasserstoff, der seit Jahrzehnten erfolgreich in der Industrie eingesetzt wird. Mit der Kommerzialisierung von Wasserstoff und der Verbreitung der Brennstoffzellenfahrzeug (FCEV-Fuel Cell Electric Vehicle)-Technologie kommen jedoch immer mehr Zweifel an der Sicherheit der eingeführten Lösungen auf.
Die Notwendigkeit der Dekarbonisierung
Gemäß dem Louvre-Abkommen, den Zielen der Europäischen Kommission und des US-Senats „Inflation Reduction Act of 2022“ (IRA) ist eines der Hauptziele der Grünen Revolution die Abkehr von konventionellen Kraftstoffen im Verkehr. Damit gewinnt Wasserstoff an Bedeutung.
– Die von uns durchgeführte Forschung war erfolgreich und wir haben Patente für neue Geräte erhalten – einen Wasserstoffgenerator und einen Wasserstoffkessel. Durch die Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen können wir grünen Wasserstoff völlig emissionsfrei produzieren. Im Fall des Wasserstoffgenerators legen wir elektrischen Strom an seine elektrochemischen Zellen an, der Wasser in Wasserstoff- und Sauerstoffmoleküle dissoziiert. Bei Wasserstoff-Verbrennungsprozessen in reinem Sauerstoff fallen als einzige Nebenprodukte Wasser (Dampf) und Wärmeenergie an. Letzteres kann beispielsweise als Heizquelle genutzt werden – erklärt Sławomir Halbryt, CEO von Sescom SA.
Nutzung von Wasserstoff als Brennstoff
Im Vergleich zu Elektrofahrzeugen mit Batterien (BEVs) zeichnet sich Wasserstoffantrieb durch eine größere Flexibilität in der Anwendung aus. Die Verwendung von Wasserstoff verringert nicht die Reichweite, erhöht das Fahrzeuggewicht nicht durch schwere Batterien und die Zeit, die zum Auffüllen der Tanks benötigt wird, unterscheidet sich nicht wesentlich von der Betankung mit herkömmlichen Kraftstoffen. Wasserstoff wird voraussichtlich in großem Umfang im Land-, See- und (in Zukunft) Luftverkehr eingesetzt. Es kann als Kraftstoff in Wasserstoff-Verbrennungsmotoren verwendet werden, die herkömmlichen Motoren ähneln, oder in Brennstoffzellen (in FCEVs).
Die Stromerzeugung auf Basis von Wasserstoff kommt in FCEV-Autos zum Einsatz, deren elektrischer Antrieb von einer Brennstoffzelle angetrieben wird. Hochspannungsstrom wird durch die elektrochemische Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff im Brennstoffzelle-System erzeugt. Anschließend wird es an das Leistungsmanagement des Elektroantriebs geliefert, wo es die elektrischen Antriebsmotoren antreibt.
Wasserstoffsicherheit
Die Idee, Wasserstoff als Kraftstoff für den Transport zu verwenden, hat Sicherheitsbedenken aufgeworfen und viele Mythen geschaffen. Wasserstoffbedingte Gefahren entstehen im Falle seiner ungeplanten und unerwünschten Freisetzung. Sie können durch geeignete Konstruktion von Apparaten und Geräten, sachgemäße Lagerung und sachgemäße Handhabung minimiert werden.
– Durch das Verständnis des Ablaufs von Prozessen im Zusammenhang mit Wasserstoff und der physikalisch-chemischen Eigenschaften dieses Gases können wir seine sichere Verwendung gewährleisten. Es sei daran erinnert, dass Wasserstoff selbst ein brennbares Gas ist – erklärt Sławomir Halbryt, CEO von Sescom SA.
Wasserstoff ist weder gefährlicher noch weniger gefährlich als andere derzeit verwendete Brennstoffe wie Benzin oder Erdgas. Es hat eine Reihe einzigartiger Merkmale, die es von anderen uns bekannten Kraftstoffen unterscheiden. Einige seiner Eigenschaften bieten sogar Sicherheitsvorteile gegenüber anderen bisher verwendeten Kraftstoffen. Allerdings muss mit Wasserstoff, wie mit allen brennbaren Kraftstoffen, verantwortungsvoll umgegangen werden. Wie Benzin und Erdgas ist Wasserstoff brennbar und kann unter bestimmten Bedingungen gefährlich sein. Das Verständnis der Eigenschaften von Wasserstoff und die Kenntnis seiner Anwendungen werden es uns daher ermöglichen, ihn sicher als neuen Kraftstoff zu verwenden.
Wasserstoff als Kraftstoff der nahen Zukunft
Die polnische Wasserstoffstrategie bis 2030 geht von der Nutzung von Wasserstoffkraftstoffen in Verkehrsmitteln als zweitwichtigstes Ziel aus – gleich nach der Nutzung von Wasserstoff im Energie- und Wärmesektor. Im Transportwesen wurde es bereits bei den Olympischen Spielen in Tokio (in Bussen und Autos im Dienst der Veranstaltung), der Formel 1 und der Rallye Dakar eingesetzt. Geplant ist sogar der Weltraumtourismus durch ein Schiff, das auf einem speziellen wasserstoffbetriebenen Ballon schwimmt. In mehreren polnischen Städten wird versucht, Stadtbusse mit Wasserstoff zu versorgen. Dank der Verwendung von Wasserstoff könnte es einfacher sein, die Ziele zu erreichen, die Kohlendioxidemissionen zu reduzieren und die Wirtschaft zu dekarbonisieren, den Verkehr leiser zu machen und keinen Smog zu erzeugen.
– Prognosen zufolge könnten bis 2030 bis zu 70.000–140.000 wasserstoffbetriebene Personenkraftwagen auf dem polnischen Markt erscheinen. Ich glaube, das Wichtigste beim Einsatz neuer Technologien ist Bildung und der Wunsch, die Fakten zu verstehen. Wasserstoff erfordert eine sehr spezifische Behandlung von Investoren in Bezug auf Installationen oder Sicherheitssysteme. Erinnern wir uns daran, dass das Sicherheitsniveau an der Berührungsstelle zwischen Verbraucher und Wasserstoff ähnlich oder höher sein muss als bei bisher verwendeten konventionellen Kraftstoffen. Somit werden die Sicherheitsparameter von Wasserstoffprodukten und Brennstoffzellen direkt ihre Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt bestimmen – resümiert Sławomir Halbryt, CEO von Sescom SA.
