Effizient, günstig und sauber?

TU Hamburg untersucht Wasserstoff in Energiesystemen

09.05.2011

Das Element, um das sich bei Christina Wulf alles dreht, ist farb- und geruchlos und unbegrenzt verfügbar: Wasserstoff. In seiner flüchtigen Konsistenz steckt erstaunlich viel Energie, die man seit einigen Jahren versucht, für Antriebe und die Versorgung von Häusern mit Wärme und Strom nutzbar zu machen. Eine Möglichkeit zur elektrischen Energiegewinnung ist der Einsatz einer Brennstoffzelle. Einziges Abgas ist Wasserdampf. Das klingt sauber. Doch entscheidend ist vor allem die Herstellung des Wasserstoffs, die noch immer energieaufwendig ist. Und nicht zu vergessen: Je nachdem aus welcher Quelle der Strom für die Elektrolyse für die Produktion des Wasserstoffs kommt, ist die CO2-Emission eventuell einfach nur verlagert. Genau diese Faktoren untersucht die 27-Jährige für ihre Doktorarbeit am Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft der TU Hamburg-Harburg.

Wulf ist eine der mehr als hundert Nachwuchswissenschaftler an der TU Hamburg, deren Forschungsgebiet die erneuerbaren Energien beziehungsweise Technologien zur Energieeffizienz sind. Mit ihrer neuen Schwerpunktsetzung auf dem Gebiet der Energie-und Umwelttechnik, die TU-Präsident Garabed Antranikian vor wenigen Tagen bekanntgegeben hat, bündelt die TU ihre auf diesem Sektor herausragende Kompetenz.

Christina Wulf untersucht in ihrer Doktorarbeit zum Thema „Wasserstoff im Energiesystem“ technische, ökonomische und ökologische Fragestellungen rund um das Thema Wasserstoff. Also, wie und zu welchen Kosten Wasserstoff produziert werden kann; welche Abnehmer es außer im Bereich Verkehr gibt; wie viel Wasserstoff von der deutschen Industrie produziert und abgenommen wird und wie der Brennstoffzellenmarkt für den häuslichen Gebrauch aussieht.

Dabei ist sie auch in die wissenschaftliche Begleituntersuchung eingebunden, die die TUHH für die erste Wasserstoff-Station in der Hamburger HafenCity durchführt. Mit diesem Projekt werden neue Anlagen und Systeme für die Erzeugung und Lagerung des Wasserstoffs in der Praxis getestet. Ziel ist es, eine idealtypische, technologische Vorlage für eine künftige Versorgungsinfrastruktur zu schaffen. „Ich schaue mir an, wie die Station in ein Versorgungssystem eingebettet ist, beziehungsweise wie ein Wasserstoffenergiesystem aussehen könnte. Dabei ist von Bedeutung, wo und zu welchen Preisen Wasserstoff für die Tankstelle und auch für den Verkehr bezogen werden kann, woher der Strom kommt und auch welche Potenziale es in Sachen regenerative Stromerzeugung gibt, wie zum Beispiel Windkraft und Wasserkraft.“

Trotz der erhöhten Aufmerksamkeit, die alternative Antriebsmöglichkeiten derzeit vom Staat und der Industrie erhalten, wird sich im Bereich Wasserstoff- und Brennstoffzellenmobilität wenig ändern, glaubt Wulf. „Gefördert werden vor allem die Elektromobilität und auch Biokraftstoffe. Wasserstoff ist eine Option, hat aber keine Priorität.“ Dies läge vor allem an den hohen Kosten besonders im Vergleich zur Elektromobilität. In der fehlenden Infrastruktur sieht Wulf hingegen kein Problem. „Ein deutschlandweites Wasserstoff-Tankstellennetz ließe sich schnell aufbauen. Zwar nicht mit solchen HighTech-Tankstationen wie die in der HafenCity, die vor Ort Wasserstoff produzieren kann, dafür mit einfachen Anlagen, für die der Wasserstoff angeliefert und komprimiert wird. Dazu könnte man das herkömmliche Tankstellennetz ohne weiteres nutzen.“ Dennoch haben Brennstoffzellen-Fahrzeuge gegenüber batteriebetriebenen zwei entscheidende Vorteile: Ihre deutlich größere Reichweite und die kurzen Tankstopps. „Für Flotten, die längere Strecken zurücklegen müssen, ist die Brennstoffzelle sicher eine Lösung und auch im öffentlichen Nahverkehr wie bei den Brennstoffzellenbussen des Hamburger Verkehrs Verbundes wird man sie weiterhin vermehrt einsetzen. Für die individuelle Mobilität vor allem im Stadtverkehr sehe ich sie so schnell nicht.“

Selbst wenn Brennstoffzellenfahrzeuge zunächst weiterhin die Ausnahme bleiben – es muss spannend sein, so dicht an Themen zu forschen, die unsere Mobilität von morgen mitbestimmen. Interesse an umweltrelevanten Themen hat Christina Wulf bereits während der Schulzeit. „Obwohl ich an Geisteswissenschaften genauso interessiert war wie an Naturwissenschaften“, betont sie. Nach dem Abitur absolviert sie ein Freiwilliges Ökologisches Jahr im Bereich des technischen Umweltschutzes bei der Hamburger Stadtreinigung. Anschließend steht für sie fest, dass sie in diese Richtung studieren will. 2009 schließt sie an der TU Hamburg ihr Studium in Energie- und Umwelttechnik mit einer Diplomarbeit über „Pelletierung von Miscanthus“ ab. 2010 wird Wulf wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft und ist dort die zweite Doktorandin, die zu alternativen Antrieben forscht. Ein Jahr später sind sie zu fünft.

Alternative Kraftstoffe ist auch das Thema einer öffentlichen Vortragsreihe an der TUHH, jeden Freitag um 15 Uhr, Gebäude K, Raum 0506.

20. Mai 2011
Nachhaltige Bioethanolproduktion in Europa – Heute und Morgen
Dipl.-Ing. Claus Sauter, VERBIO, Leipzig

27. Mai 2011
Jatropha als nachhaltig anbaubare Energiepflanze – Stand und Perspektiven im globalen Kontext
Dipl.-Ing. Thilo Zelt, Jatropha Sustainable Biofuels Alliance, Berlin

10. Juni 2011
Elektromobilität im Energiesystem der Zukunft
Prof. Dr. Wolfram Münch, Energie Baden-Württemberg (EnBW), Karlsruhe

24. Juni 2011
Erdgas und Bio-Erdgas als Kraftstoff – Stand und Perspektiven
Dr.-Ing. Alexander Vogel, EON Ruhrgas, Essen

01. Juli 2011
Biomasse für Teller oder Tank – Ein (un)lösbares Dilemma?
Dr.-Ing. Daniela Thrän, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), Leipzig

08. Juli 2011
Nachhaltige Palmölproduktion in Thailand – Überlegungen und deren Umsetzung
Dr.-Ing. Thomas Breuer, Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ), Eschborn

15. Juli 2011
Biomasse für Kraftstoffe – Möglichkeiten und Grenzen der Pflanzenproduktion
Prof. Dr. Christian Wilhelm, Institut für Pflanzenphysiologie, Universität Leipzig

Für Rückfragen:
TU Hamburg-Harburg
Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft
Prof. Dr.-Ing. Martin Kaltschmitt, Dr. Joachim Gerth
Tel: 040 42878 3008 / 2701
E-Mail: kaltschmitt@tu-harburg.de / gerth@tu-harburg.de
http://www.tu-harburg.de/iue/

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