#05 Wasserstoff - Energieträger der Zukunft? | Prof. Karsten Pinkwart

00:00:00: In dieser Podcast-Folge geht es um Wasserstoff und darüber spreche ich mit Professor Dr.

00:00:04: Carsten Pinkwart.

00:00:06: Wir werden ein Importland bleiben, ein Import Land für Energieträger Und da heißt das für mich erst mal als Europäer denken Wie kann ich in Europa mich neu ausrichten?

00:00:20: Wie kann Ich in Europa einen Energieträge erzeugen der sich leicht verteilen lässt Der sich vielfach nutzen lässt Und mit Wasserkraft lässt sich auch grüner Wasserstoff erzeugen.

00:00:31: Auch das ist ein ganz wichtiges Potenzial, was wir jetzt europäisch zusammenbringen

00:00:37: müssen.".

00:00:40: Der HKA-Podcast – die Hochschule Karlsruhe zum Anhören!

00:00:45: Mit Jan Holthaus.

00:00:47: Vielleicht habt ihr im Chemieunterricht auch schon mal dieses berühmte Knallgasexperiment gemacht?

00:00:52: Da füllt man einen Luftballon mit Wasserstoff und Sauerstoff Und schlagartig wird einem bewusst, dass da ganz schön viel Energie umgesetzt wird.

00:01:02: Das ist auf den Wasserstoff zurückzuführen, weshalb man dieses Gas als Energieträger nutzen kann und das macht den Wasserstoff natürlich sehr interessant.

00:01:11: Darüber habe ich gesprochen mit Professor Dr.

00:01:13: Carsten Pinkwart.

00:01:15: Der ist Professor für Elektrochemie- und Energiespeicher an der HKA hier in unserer Fakultät für Elektron- und Informationstechnik Und außerdem ist Herr stellvertretender Leiter des Bereichs Angewandte Elektrochemie am Fraunhofer Institut für Chemische Technologie in Pvinztal.

00:01:30: Carsten Pinkwart beschäftigt sich schon sehr, sehr lange mit Wasserstoff und behält neben den technischen Möglichkeiten auch wirtschaftliche und politische Entwicklungen im Blick.

00:01:39: Deshalb ist er als Experte auch Mitglied im Nationalen Wasserstoffrat – das ist ein Gremium, dass die Bundesregierung in allen Fragen rund um den Wasserstoff berät!

00:01:48: Hier noch ein kleiner Hinweis.

00:01:50: Wir haben das Gespräch im Frühjahr, zwei tausend zwanzig aufgezeichnet.

00:01:54: Damals haben wir es in unserem Hochschulradio gesendet.

00:01:57: unseren Podcast hat es zu diesem Zeitpunkt noch gar nicht gegeben.

00:02:00: Das worüber wir gesprochen haben ist aber nach wie vor aktuell und ich finde es schade wenn dieses Gespräch irgendwo in der Schublade verstauben würde.

00:02:08: Es war ein super interessantes Gespräch.

00:02:10: Ich habe sehr viel gelernt und wünsche euch jetzt viel Spaß beim Anhören.

00:02:17: Ich würde gerne mal mit einem Steckbrief anfangen.

00:02:19: Was genau ist eigentlich Wasserstoff?

00:02:22: Ich fange mal an, was ich weiß.

00:02:24: es ist das leichteste aller Elemente.

00:02:26: Was noch?

00:02:27: Es ist ein wunderbarer Energieträger.

00:02:30: Das ist ein Energieträger den ich nachhaltig gewinnen kann oder mithilfe von nachhaltigen Energien also erneuerbaren Energien gewinnen können.

00:02:41: Ich kann Wasserstoff in unterschiedlichsten Formen transportieren Als Gas, komprimiert.

00:02:50: Niedriger Druck, hoher Druck als Flüssigkeit.

00:02:53: Ich kann Wasserstoff in chemischen Verbindungen binden und bekomme ihn danach wieder raus.

00:02:58: den Wasserstoff In sogenannten Derivaten sagt man dazu.

00:03:02: Also das ist ein ideales Molekül um Energie von A nach B zu transportieren Und aber eben auch Energie bereitzustellen in unterschiedlichsten Formen.

00:03:13: Ob es jetzt elektrische Energie ist, ob es thermische Energie ist... ...ob ich mithilfe des Wasserstoffs mechanische Energie bereit stelle.

00:03:21: Also das geht mit diesem Energieträger!

00:03:24: Jetzt weiß man aus der Schule dass Wasserstoff unter anderem im Wasser enthalten ist.

00:03:29: H-IIO, das ist die Formel.

00:03:31: Wo sonst steckt noch Wasserstoff überall drin?

00:03:35: In ganz vielen organischen Verbindungen.

00:03:38: Also deswegen gewinnt man ja unter anderem aus Biomasse wiederum Biogas.

00:03:44: Und Biogaz ist CH-IV, das ist Methan.

00:03:47: also an einem Kohlenstoffatom sind vier Wasserstoffatome gebunden und das Bio-Methan ist eben ein nachhaltiger Energieträger den ich wiederum verbrennen kann.

00:03:56: und das entstehende CO² geht dann wieder zurück in die Natur.

00:04:01: An allen Kohlenwasserstoffverbindungen organischen Verbindungen überall ist Wasserstoff vorhanden geben als Atom gebunden in diesen Verbindungen.

00:04:11: Das heißt Wasserstoff ist eigentlich überall verfügbar um uns herum, wie stelle ich Wasserstoff her?

00:04:18: Heute wird der Wasserstoff zu großen Anteilen aus Erdgas gewonnen – aus einem fossilen Energieträger.

00:04:27: Und dieser Wasserstoff wird eben dann als Reduktionsmittel für unterschiedliche Dinge eingesetzt, als Basisschimikaje.

00:04:33: Für die Herstellung von Ammoniak zum Beispiel.

00:04:36: Also das ist natürlich etwas was wir in der Zukunft nicht mehr machen wollen also aus fossilen Energieträgern den Wasserstoff gewinnen.

00:04:44: Man spricht im Bezug auf dem Wasserstoff heute sehr häufig von den Farben des Wasserstoffs Und da spielt natürlich auch mit hinein in die Farben des Wasserstoffs, woraus gewinne ich den Wasserstoff.

00:04:56: Der graue Wasserstoff ist also der, den ich aus fossilen Energieträgern gewinnte?

00:05:00: Ich entlasse CO² in die Atmosphäre!

00:05:03: Okay das heißt es ist alles andere als umweltfreundlich.

00:05:07: Welche Farben gibt's denn noch beim Wasserstoff?

00:05:09: Der blaue Wasserstoff ist der wo ich eben Erdgas hernehme aber... Ich nehme dann das CO₂ und tue es zwischen Speichern.

00:05:19: Das heißt also, ich packe das CO² was natürlich in meinem Produktionsprozess lokal entsteht.

00:05:25: Ich habe eine sehr, sehr hohe Konzentration an CO₁ vorliegen Und dementsprechend nehme ich genau dieses COₙ Was auch chemisch sich anders verhält als den Wasserstoff.

00:05:34: Also kann die beiden relativ gut voneinander separieren.

00:05:38: Nehme das CO³ und packe es dann in Druckspeicher Unterirdische Kavernen zum Beispiel, also ehemalige Salzberg-Wergerige die entsprechend gasdicht sind.

00:05:49: Dort speichere ich das CO² zwischen und später.

00:05:52: dann nehme ich eben dieses CO² und stelle zb mit grünem Wasserstoff wenn nicht mehr Wasserstoff aus Fusilienenergie-Trägern hernehmen, nehme dieses hoch konzentrierte CO-Zwei, packe Wasserstoff dazu und stelle mir wiederum daraus zum Beispiel Methan oder coolen Wasserstoffe her.

00:06:13: Also ich kann die Reaktion, die ich vorher mit dem fusilen Energieträger machen auch umkehren.

00:06:19: ja also ich kann das Gleichgewicht auch wieder auf die andere Seite überlegen und stlle mir wieder Methan hier und damit habe ich ein grünes Methan was sich dann transportieren kann im Erdgasnetz was sie verbrennen kann etc.

00:06:32: Jetzt haben Sie gerade schon den grünen Wasserstoff angesprochen, also ein Herstellungsverfahren was umweltechnisch wohl am besten ist.

00:06:39: Wie funktioniert das?

00:06:41: Ich nehme erneuerbare Energien.

00:06:43: Das heißt ich nehme elektrischen Strom aus Sonne Wind Gezeitenkraftwerken Was auch immer also nachhaltig Erneuerbar und ich betreibe dann Elektrolyse von Wasser.

00:06:56: Und bei der Elektro-Lyse von Wasser habe ich zwei Produkte.

00:07:00: und den Sauerstoff.

00:07:02: Und natürlich ist man jetzt erstmal vorrangig an diesem Wasserstoff interessiert, aber ich nehme kostbare erneuerbare Energie und produziere auch mit hoch reinen Sauerstoffs.

00:07:15: Ein wichtiges Aufgabengebiet wird eben auch mit sein – was kann ich alles mit dem Sauerstof noch mit anstellen?

00:07:24: weiß ich, was sich alles damit anstellen möchte und wo ich den überall hin transportieren möchte.

00:07:30: Aber ich habe noch einen anderen sehr hoch reinen Stoff und das ist der Sauerstoff.

00:07:33: also das wird auch ein wichtiges Forschungsgebiet sein.

00:07:36: Was kann ich alles mit dem Sauerstoffs dann anstellen?

00:07:39: Wo packe ich denn hin?

00:07:40: Wer könnte ihn gebrauchen?

00:07:42: Also um ganz plattes Beispiel zu bringen wenn jetzt eine Elektrolyseanlage zum Beispiel in einem Klärwerk stehen würde Dann hätte man für den Sauerstoff eine wunderbare Anwendung, nämlich für die Reinigung der Oxidation des Abwassers aufzureinigen.

00:08:01: Heute macht man das mit Wasserstoffperroxyd oder erzeugt in den Klärbecken direkt an Elektroden den Sauerstoff, der dann zur Verfügung steht.

00:08:14: Das wäre zum Beispiel so eine Anwendungen von dem Sauerstoffs, der aus der Elektrolyse herauskommt.

00:08:18: Okay, diese Elektrolyse kennt man vielleicht auch noch aus dem Chemieunterricht.

00:08:21: Das heißt im Grunde, man nimmt einen Gleichstrom leitet den ein in Wasser, indem man eine Anode und eine Kattode reinhängt und dann spaltet sich Wasserstoff auf der einen Seite und Sauerstoff auf der anderen Seite ab.

00:08:33: Ist das wirklich so einfach?

00:08:34: Kann man da beliebiges Wasser nehmen?

00:08:36: Nein!

00:08:37: Also das ist natürlich nicht... also Wunschstraum wäre ich könnte es mit mehr Wasser tun Das heißt also mit salzhaltigem Wasser.

00:08:47: Funktioniert im Moment nicht, weil eben ich in die Mehrwassersalze drin habe und dann wird er eben nicht nur Wasserstoff entstehen sondern es würden eben auch halogenniede, halogenhaltige Gase entstehen.

00:08:58: Weil ja das Salz ist ja flur-chlorhaltig.

00:09:02: Natriumklorid.

00:09:03: Genau.

00:09:04: Magnesumkloride usw.. Ich brauche sehr hochreines Wasser damit ich eben hoch reinen Wasserstoff erzeuge.

00:09:12: Das heißt also, ich muss im Idealfall entionisiertes Wasser haben und sogar hoch rein, also bi-destilliertes Wasser um daraus entsprechend den Wasserstoff gewinnen zu können.

00:09:27: Da haben wir dann aber ein Problem weil Hochreines Wasser leitet den Strom nicht.

00:09:31: In den Elektrolyseuren brauche ich einen Ionenleiter Und entweder ist das eine Kalilauke Also es gibt die sogenannten alkalischen Elektrolyseure oder die sogenannte sauren Elektrolysöre, dort habe ich eben eine saure entsprechende Lösung vorliegen.

00:09:48: Das heißt man muss quasi einen Elektrolüten dem Hochrhein Wasser beigeben damit diese Reaktion stattfinden kann.

00:09:56: Damit ich eben auch natürlich effizient arbeiten kann den Strom den ich dort einsetze eben effiziente auf verwenden kann.

00:10:04: Wenn das mit regenerativen Energien funktioniert, man also beispielsweise den Strom aus Photovoltaik nimmt.

00:10:11: Mit einem solchen Elektrolyseur dann den Wasserstoff herstellt, hat man die grüne Methode.

00:10:16: Also das ist quasi umweltbilanzmäßig CO²-neutral.

00:10:20: Wenn ich den jetzt hergestellt habe... Wie kann ich den speichern?

00:10:25: Ich kann den natürlich als Gas speicheren indem ich den in Gas speicher Hineinpumpe, also da muss ich etwas Druck aufbauen.

00:10:34: Manche der Elektrolyseure haben schon einen gewissen Ausgangsdruck, zwanzig dreißig bar.

00:10:38: das heißt also dann brauche ich ein Kompressor der mir dann das Gas möglicherweise auf dreihundert fünfhundert siebenhundert bar komprimiert.

00:10:46: dazu brauche Ich wieder Energie.

00:10:48: Das heißt also ich habe letztendlich einen Verlustschritt aus dem elektrolysee heraus.

00:10:53: ich muss das Gas komprimmieren.

00:10:55: damit wende ich energieauf.

00:10:58: Ich kann den Wasserstoff natürlich eben, was ich vorhin schon mal sagte, chemisch binden.

00:11:03: Ein gern gesehenes Derivat ist unter anderem eben Ammoniak.

00:11:06: Dann nehme ich Stickstoff und Wasserstoff und stelle mir daraus Ammoniac her.

00:11:09: Ammonijac ist eine Flüssigkeit.

00:11:11: Kann ich viel einfacher abfüllen, transportieren?

00:11:14: Es gibt dafür... letztendlich logistische Wege, wie ich eben den Ammoniak ja verteile in die Infrastruktur hineinbringe.

00:11:25: Ich kann aus dem Wasserstoff aber auch Methanol und Ethanol herstellen – auch das sind Wege!

00:11:31: Also zum Beispiel in China setzt man aktuell sehr stark auf Methanohl also den gewonnenen Wasserstoff.

00:11:38: der wird eben dort aus aus Kohle unter anderem gewonnen oder eben auch aus anderen fossilen Energiequellen mit heraus und dann hat man eben Metanol, was eine Flüssigkeit ist die ich eben ähnlich leicht transportieren verteilen kann wie den Ammoniak.

00:11:53: Ich kann Wasserstoff aber auch in Form von Metallhydritten speichern.

00:11:58: das heißt Presse den Wasserstoff in ein Metall hinein und in dem Metallgitter sind letztendlich Lücken vorhanden, weil das Wasserstoffmolekül ist ja auch das kleinste Molekül was wir haben.

00:12:10: Das heißt es passt auch überall oder an vielen Stellen hinein Und dort wird eben das Molekul in dem Metal drin gehalten.

00:12:19: Ich muss ein bisschen Druck aufbringen, damit ich es da hineinbringe.

00:12:22: Aber per se ist es erstmal in einem solchen Metallhydrit gespeichert.

00:12:26: Ich habe hier bei mir im Labor auch solche Metallhydritspeicher dar.

00:12:31: Das ist so eine Metallhydrittkartusche.

00:12:33: Okay, sieht aus wie eine Batterie.

00:12:35: Sieht aus wie einer Batterie hat oben ne kleine Öffnung und da schließe ich eben einen Elektrolyseur an und über den Druck den der Elektrolysör aufbaut das sind gerade mal so.

00:12:45: wie gesagt zur zwanzig dreißig bar wird hier Wasserstoff hinein gespeichert.

00:12:49: So jetzt ist diese Kartusche Natürlich offen, das heißt wenn ich die jetzt heute belade mit Wasserstoff da gehen so ungefähr achtzig Liter Wasserstoff rein vom Volumen her.

00:13:00: Wenn ich jetzt diese Kartusche hier hinstelle und sie nicht benutze dann ist spätestens nach zwei Monaten der Wasserstoff aus dem Metallhydrit herausgekommen, weil die Natur ist daran interessiert das Gleichgewicht herzustellen.

00:13:11: Hier innen drin ist eine viel höhere Konzentration an Wasserstoff als hier draußen also diffondiert er mit der Zeit heraus.

00:13:18: gut aber das klingt für mich jetzt unproblematisch.

00:13:20: zwei Monate bis dahin hat man den doch locker verbraucht oder so

00:13:23: was auch natürlich.

00:13:26: Jetzt nehmen Sie mal diese Kartusche in die Hand,

00:13:28: die wiegt etwas.

00:13:30: So deswegen.

00:13:31: solche Metallhydritspeicher sind natürlich ich sage mal für kleinere Anwendungen interessant wo ich eben nicht große Mengen an Wasserstoff benötige Für den Wasserstoff dann für eine Brennstoffzelle zur Verfügung stellen oder wo ich aber in der Lage bin.

00:13:48: okay für mich ist jetzt dieses Gewicht vielleicht nicht so vorrangig von Interesse.

00:13:55: Also solche Metallhydritte gibt es seit den fünftiger, sechstiger Jahren und ja finden eben auch unter anderem Verwendung in unseren Akkumulatoren.

00:14:04: In den sogenannten Nickel-Metallhydrid-Akkus die also jeder von uns im Supermarkt kaufen kann.

00:14:10: dort ist auch ein Metallhydritrin, also einen Wasserstoffspeicher Und dort findet eine elektrochemische Umsetzung statt.

00:14:19: Das heißt, dort baue ich reversible Wasserstoff in das Metallhydritgitter aus und ein.

00:14:25: Ich habe eine Gegenreaktion und auf der Gegenseite findet eine andere Reaktionsstadt.

00:14:30: Also die Metallhydritte haben wir benannt.

00:14:33: Wir haben den Rheinwasserstoff in Form von Druckspeichern.

00:14:38: Wir können ihn verflüssigen.

00:14:40: Wir kann ihn chemisch binden.

00:14:43: Wir haben ja deutschlandweit ein großes Erdgasnetz, könnte man den auch einfach direkt ins Erdgasnetz einspeisen um ihn zu transportieren?

00:14:49: Im Prinzip ja.

00:14:51: Man hat das auch sehr lange getan oder sehr lange stimmt vielleicht nicht ganz so.

00:14:54: also in dem Mein sechziger, siebziger Jahren unter anderem in Nordrhein-Westfalen hat man dem Erdgas Wasserstoff mit beigemischt.

00:15:02: Man hat in Sachsen, Sachsen-Anhalt war es üblich dem Erddgas Wasserstoff mit beizumischen in unterschiedlichen Konzentrationen auch unter anderm.

00:15:12: auch hier in Karlsruhe hat man eine Zeit lang dem Errdgas Wasser Stoff bei gemischt.

00:15:17: das war aber nur ne kurze Zeit und danach ist mal wieder davon abgekommen.

00:15:21: Was hatte das für eine Funktion?

00:15:22: Wieso hat man das gemacht?

00:15:24: weil, glaube ich die Verbrennung dadurch auch etwas besser ist.

00:15:29: Das hat man aber wie gesagt nur einen gewissen Zeitraum gemacht und ist dann aber eben davon abgekommen.

00:15:35: und heutzutage ist per se das Erdgasnetz schon geeignet dafür Wasserstoff aufzunehmen.

00:15:43: Aber all die danach kommenden Komponenten wie Ventile, Verdichter und Entspanner sind für Wasserstoff nicht zugelassen.

00:15:55: Das heißt wenn ich jetzt meine Infrastruktur auf Wasserstoff umstellen möchte dann muss ich erst einmal überprüfen Sind meine verdichte Ventile für Wasserstoff geeignet?

00:16:09: Das ist das eine.

00:16:10: und zweitens haben sie auch eine Zulassung dafür.

00:16:13: Sprich, wir müssen jetzt ganz schnell uns damit beschäftigen unsere Infrastruktur fit zu machen für Wasserstoff.

00:16:21: Die existierende.

00:16:23: hinzu kommt dass das Erdgas was wir benötigen natürlich Abnehmer hat und diese Abnehmer sind genau auf dieses Erdgass auch eingerichtet und eingestellt vom Energieinhalt von der Zusammensetzung her.

00:16:39: Das heißt ich kann nicht von heute auf morgen die Industrien umstellen und sagen also du kriegst jetzt ein Erdgas das hat zu zwanzig, dreißig, vierzig, fünfzig Prozent Wasserstoff da sind die Prozesse die dann danach folgen überhaupt gar nicht dafür ausgerüstet.

00:16:56: Nehmen wir einen Dampfkraftwerk was mit Erdgaß beheizt wird.

00:17:00: wenn ich das jetzt auf Wasserstoff umstellen würde die Turbinen sind gar nicht dazu geeignet dass entsprechend also die die Verbrennungsanlagen darin die sind für Wasserstoff gar nicht ausgelegt.

00:17:10: das heißt also Ich habe materiale technisch eine Menge an Aufgaben zu lösen.

00:17:16: Da spielen sicherlich auch noch ein paar Probleme mit rein, ich habe mal gehört dass Wasserstoff bei bestimmten Metallen vornehmendig bei Stählen dazu führen kann das die sehr stark versprüden.

00:17:25: Genau also weil eben dieses Wasserstoff Molekül erstens so klein ist und zweitens auch gerne sein eines Elektron abgeben möchte sprich es ist ein wunderbares Reduktionsmittel greift es natürlich auch viele Metalle bzw.

00:17:41: Metalloxyde an, weil die möchte ich ja reduzieren.

00:17:46: und damit sind wir auch bei einem großen und ersten Anwendungsfeld von Wasserstoff nämlich der Stahlindustrie.

00:17:52: Die Stahlindustrie reduziert ihr Eisenoxid mit Koks, mit Kohle.

00:17:57: Das müssen wir vielleicht noch mal ein bisschen erklären.

00:17:59: Also wenn man Eisen herstellen will, dann hat man Hochofen

00:18:02: und da

00:18:02: wird man Eisenoxid rein.

00:18:04: Ich

00:18:06: hab Kohl dazu oder Koks und die verbrenne ich.

00:18:10: und diese Kohle wiederum ist ein wunderbares Reduktionsmittel für mein Eisenoxyd.

00:18:16: Die Kohle nimmt den Sauerstoff, Eisenoxyth ist Fe-II-III, das nimmt den Saustoff vom Eisen auf.

00:18:23: Daraus entsteht CO², den ich durch den Schornstein nach oben entlasse und unten kriege ich Eisen heraus.

00:18:29: Reines Eisen!

00:18:29: So... Und alternativ könnte ich eben das Reduktionsmittel Wasserstoff hernehmen.

00:18:35: Das heißt Ich würde das Eisenoxid mit Wasserstoff verbrennen.

00:18:40: Das heisst ich hätte eine Wasserstoffflamme und würde eben das Eisenoxid mithilfe des Wasserstoffs reduzieren.

00:18:46: Das Produkt wäre Eisen und Wasser.

00:18:49: Jetzt ist aber natürlich der Energieinhalt von Wasserstoffen ganz anderer als von der Kohle, dem Koks die natürlich auch noch für Unreinigungen drin haben also nicht reiner Kohlenstoff sind.

00:19:00: Ist es natürlich was ganz ganz anderes.

00:19:02: das heißt ich muss meine Hochöfen, meine Stahlprozesse ganz anders ausrichten, ganz anders steuern und lenken.

00:19:10: Funktioniert das oder wird das schon erprobt?

00:19:12: Das wird erproben!

00:19:13: Es gibt die Firma Salzgitter in Salzgitte Und Thyssen Krupp ist der andere große deutsche Stahlhersteller.

00:19:20: Beide Unternehmen sind in Pilotprojekten dabei, das zu erproben und sich anzuschauen wie gut funktioniert das?

00:19:26: Wie muss ich das machen?

00:19:28: Wir haben aber auch unter anderem in Österreich gibt es einen großen Stahl Hersteller, der zusammen mit Siemens Energy das Ganze sich anschaut.

00:19:36: also da ist ein Elektrolyseur vor Ort Wasserstoff wird vor Ort erzeugt und entsprechend.

00:19:41: Also das ist sozusagen eines der ersten Großen CO-II-Emitöre, der sich mit diesem Thema ganz konkret auseinandersetzt.

00:19:49: Wie schaffe ich den Wechsel von einem fossilen Energieträger auf einen nachhaltigen Energieträger?

00:19:55: Klingt für mich einerseits natürlich super andererseits aber auch nicht ganz unproblematisch.

00:20:00: wenn ich jetzt überlege dass Wasserstoff kennt man auch aus dem Chemie unterricht die Knallgasreaktion mit Sauerstoff ist schon relativ heftig.

00:20:07: muss man da nicht aufpassen das einem der Hochofen nicht um die Ohren fliegt wenn man da Wasserstoff einblässt und sich das an dem Oxid bedient?

00:20:14: Also, per se ist Wasserstoff ein Energieträger wie jeder andere.

00:20:20: Das heißt, per sé ist Benzin, Diesel, ist eine Batterie ein Energierträger und wenn ich mit diesem Energieträger nicht sachgemäß umgehe wird die Energie freigesetzt.

00:20:34: Im Form vom Wasserstoff ist es natürlich so dass es zu dieser Knallgasreaktion kommen kann.

00:20:40: Das bedeutet aber, ich muss ein geschlossenes Volumen haben in dem die Konzentration sich einstellt damit es zur Knallgasreaktion kommt.

00:20:50: Jetzt ist es natürlich so und da kommt wiederum eine andere Eigenschaft vom Wasserstoff hinzu.

00:20:55: Wasserstoff ist... Das leichteste Molekül, was wir haben.

00:20:59: Wasserstoff ist das kleinste Molekul, was weh haben.

00:21:02: D. h., der Wasserstoff, wenn ich den jetzt hier in der Hand halten würde und loslassen würde, wäre er schwuppt die Wups hier oben an der Decke und hätte sich durchmüscht mit allen anderen Molekülen, die in der Luft vorhanden sind.

00:21:12: Bis hier in diesem Raum eine Knallgasreaktion stattfinden würde, da hätten wir schon längst den Raum verlassen ja?

00:21:19: Also ich brauche wie gesagt damit es zu so einer Knallgastreaktionen kommt... entsprechend das Verhältnis in einem geschlossenen, absolut gasdichten Raum.

00:21:29: Und dementsprechend sind natürlich die Themen der Sicherheitsanalyse und Sicherheitsuntersuchung beschäftigen sich damit wie kann ich sowas verhindern dass sich eben solche Verhältnisse ausbilden können im einem geschlossenem Raum etc?

00:21:44: Sie wissen ja auch bei Frauenrufe beschäftigt bin wir haben uns schon vor mehreren Jahren damit beschäftigt, wie verhält denn sich ein Fahrzeug?

00:21:54: Ein Brennstoffzellenfahrzeug was in einer Garage geparkt wird.

00:21:58: In einer Containergarage also die wir alle überall an unseren Neubauten sehen.

00:22:04: Also Garagentor aufzu und ich stelle das da rein.

00:22:07: Kommt es dort überhaupt zu einer solchen kritischen Gaskonzentration?

00:22:12: wenn ja Was muss ich da tun?

00:22:14: Wie muss die garage gebaut sein?

00:22:15: wo müssen vielleicht Auslassöffnungen sein für den Wasserstoff etc?

00:22:20: Noch ein anderes Beispiel.

00:22:22: Wenn Sie einen Wasserstofftank und einen Benzintank nebeneinander stellen, und beide so lange quälen dass der Tank kaputt geht und dann eine entsprechenden Zündfunken dazu haben, dann werden sie folgendes erleben.

00:22:39: Sie werden beim Wasserstoff-Tank erleben das sich eine Wasserstoffflamme bildet und die geht senkrecht nach oben und brennt.

00:22:47: in einer gigantisch hohen Geschwindigkeit brennt der Wasserstoff dort ab.

00:22:51: Natürlich wird da lokal viel Energie frei und an der Stelle, wo vorher vielleicht ein kleines Löschchen war, wo der Wasserstoff ausgetreten ist, ist danach ein großes Loch vorhanden weil eben sehr viel Energie dabei frei wird.

00:23:05: Atoches Experiment, Benzin oder Dieseltank.

00:23:08: Ich habe eine Ausloseröffnung das Benzindiesel läuft raus und es kommt zu einem Zündfunken.

00:23:13: Na dann stehe ich innerhalb von Minuten in einem Meer an Feuer und dieses Benzin und Diesel läuft aus!

00:23:20: Und jetzt fragen Sie mich welches Fahrzeug würde ich lieber fahren?

00:23:23: Dann sage ich Ihnen ganz klar und eindeutig ein Brennstoffzeilenfahrzeug weil ich mich da drin eigentlich viel sicherer fühlen würde als in einem Benzin- oder Dieselfahrzeug.

00:23:33: Womit wir bei Thema des einzigen mir bekannten verfügbaren Brennstoffzellenfahrzeugs wären, dass es in Deutschland zu kaufen gibt.

00:23:41: Das ist glaube ich von Toyota der Mireille.

00:23:44: Ich weiß nicht, gibt's auch noch andere Fahrzeuge die serienmäßig schon hergestellt werden und mit Brennstoffzellen ausgestattet sind?

00:23:49: Ich meine das Unternehmen Hyundai ist auch unterwegs!

00:23:52: Ja da gibts auch einen Brenn- stoffzellentfahrzeug von denen... Was man auch kaufen kann, habe ich gerade die Tage gelesen.

00:23:59: Es gibt schon noch andere Hersteller.

00:24:02: Im Bezug auf die Mobilität spielt natürlich der Wasserstoff mit eine wichtige Rolle.

00:24:08: Den Eindruck habe ich im Moment noch nicht, weil es gibt so wenig Fahrzeuge.

00:24:11: Also ich weiß nicht wie viel Toyota verkauft hat.

00:24:14: Ich weiß aber dass das ein verschwindend geringer Anteil ist an den Neuzulassungen.

00:24:18: Zumal das ein Fahrzeug ist was ja soweit ich weiß auch in relativ kleinen Serien produziert wird.

00:24:24: Das heißt es kostet irgendwie um sechzigtausend Euro aufwärts ist jetzt also auch nicht gerade für jedermann zu bezahlen.

00:24:30: Warum setzt man da nicht mehr auf Wasserstoff in der Mobilität?

00:24:34: Weil es scheint ja gut zu funktionieren.

00:24:36: Man tankt an der Tankstelle genauso schnell wie mit einem Benziner, man fährt sechshundertfünfzig Kilometer so über einen Daumen damit.

00:24:42: Warum zögern wir den Wasserstoff und die Mobilität einzubauen?

00:24:47: Lassen Sie uns nochmal zurückkommen bevor ich eine Antwort dazu gebe

00:24:52: auf

00:24:53: das Ziel was wir uns gesetzt haben als Gesellschaft.

00:24:56: Und das Ziel der Gesellschaft heißt Klimaneutralität, Defusilisierung unserer Gesellschaft.

00:25:02: Wenn ich mir das anschaue, dann habe ich letztendlich drei Sektoren zu bedienen sagt man dazu.

00:25:10: Das ist der Sektor der Industrie, das ist der Sektor Wärme und das ist die Sektor Mobilität.

00:25:18: Zuerst wird Wasserstoff in die Industrie gehen und parallel aber wahrscheinlich etwas verzögert in den Wärmesektor, also wie erzeuge ich mir Wärme?

00:25:29: Und Mobilität wird auch dann aber auch etwas zeitlich verzögert.

00:25:34: zu der Industrie.

00:25:35: Ich habe ja von der Stahlindustrie schon gesprochen, auch zeitlich verzögerte damit reinkommen.

00:25:40: Wasserstoff ist ein hohes Gut!

00:25:41: Warum ist es ein hohes Gut?

00:25:42: vor allen Dingen der grüne Wasserstoff?

00:25:44: Weil wir den aus erneuerbaren Energien gewinnen wollen.

00:25:47: das heißt Wir brauchen genügend erneuere Energien um genügent Wasserstoff herzustellen.

00:25:54: Wir wollen aber auch unsere Gesellschaft diffusilisieren, das heißt wir wollen in der Mobilität wegkommen von den fossilen Energieträgern.

00:26:04: Dazu gibt es Batteriefahrzeuge dazu gibt es übergangsweise Hybridfahrzeuge und es gibt eben auch diese Brennstoffzellen Fahrzeuge.

00:26:14: die Produktion des Wasserstoffs ist heute einfach noch zu teuer gegenüber dem Strom, den ich im Moment beziehen kann und den fusilen Energieträgern also dem Benzin- und Diesel.

00:26:27: Aber wir sehen gerade alle an der Tankstelle durch einen globalen Vorfall was durchaus da passieren kann.

00:26:36: Sie

00:26:37: spielen auf den Krieg in der Ukraine?

00:26:38: Genau!

00:26:39: Was da gerade passieren kann in Bezug auf die Energiekosten.

00:26:43: Das heißt... Die Energiekosten wandeln sich grade ganz extrem.

00:26:48: jetzt zurück zu dem Thema der Mobilität.

00:26:52: Es ist immer natürlich auch so ein bisschen wie das Henne-Ei-Problem, wir haben in Deutschland über hundert Wasserstofftankstellen.

00:27:01: die Anzahl der Wasserstoff Tankstellen sind ungefähr so gesehen dass man in einem Radius von fünfzehn bis zwanzig Kilometer eine Wasserstoff tankstelle findet.

00:27:10: In einem Radios von nicht mal einen Kilometer findet jeder von uns eine Benzin Tankstelle oder Dieseltankstelle.

00:27:17: Das heißt also Wir müssen umdenken, wo ist sozusagen mein Anknüpfungspunkt?

00:27:25: Das heißt also ich habe auf der Gegenseite einen teuren Energieträger.

00:27:30: Ich hab ein teureres Auto und eine Infrastruktur an die ich mich gewöhnen muss so bequem ist, wie ich das bisher kenne.

00:27:40: Das sage ich mal so diese

00:27:42: Situation.".

00:27:43: Und hinzu kommt wahrscheinlich noch dass der Wasserstoff, der an den Tankstellen da im Moment verkauft wird auch kein grüner Wasserstoff ist.

00:27:49: und das heißt umweltechnisch habe ich da nichts gewonnen.

00:27:51: wenn ich jetzt ein Wasserstoffautofahr im Moment?

00:27:53: Nicht unbedingt!

00:27:56: Es wundert mich trotzdem so ein bisschen, weil ich weiß das in den ... Ich glaube in den Achtzigern vielleicht auch Anfang der Neunzigerjahre hat BMW zum Beispiel auch mal mit Wasserstofffahrzeugen experimentiert zumindest.

00:28:07: Ich weiß gar nicht, glaubt die sind nicht groß ins Serie gegangen.

00:28:09: Doch doch!

00:28:10: Sind sogar im Serie gegangen?

00:28:11: Ja ja, sie haben ... BMW hat einen Wasserstoff-Verbrennungsmotor entwickelt und der war integriert in der ... Ich meine, in der Siemer BMW Klasse also in dem höheren Preissegment sind auch einige Stücke verkauft worden.

00:28:25: von diesen Fahrzeugen war aber kein Verkaufsschlager.

00:28:28: Aber Verbrennungsmotor?

00:28:30: Das heißt im Prinzip ein normaler Viertagsmotor, der statt mit

00:28:34: Wasserstoff funktioniert.

00:28:36: Warum hat sich das nicht durchgesetzt?

00:28:39: oder wenigstens diese Motorentechnologie?

00:28:41: Weil Brennstoffzelle ist natürlich die eine Möglichkeit, aber warum den Wasserstoff nicht einfach in Anführungszeichen direkt verbrennen?

00:28:47: Eine Wasserstoffverbrennung läuft in einem Verbrennungsmotor mit Sauerstoff aus Und bei diesen Temperaturen, die ich in einer Verbrennungskraftmaschine erzeuge, entsteht auch wiederum NOx.

00:29:02: Also

00:29:02: Stickoxide?

00:29:03: Was man natürlich eigentlich nicht haben möchte!

00:29:06: Die waren in den neunziger Jahre noch nicht so das Thema.

00:29:10: Warum damals das ganze Thema eingestellt worden ist kann ich Ihnen nicht sagen.

00:29:17: also das weiß ich nicht

00:29:19: Naja, aber ist natürlich ein guter Punkt.

00:29:20: Also man hat dann vielleicht kein CO-Zweih, aber Stickoxyde machen die Sache ja auch nicht besser für die persönliche Gesundheit.

00:29:25: Okay erklärt's!

00:29:27: Wir sehen okay es gibt Brennstoffzellenfahrzeuge Es gibt sie nicht in der Stückzahl.

00:29:32: also optimiert man auch um jetzt noch mal auf die Hauptkomponente eines solch brennstoff Zellenfahrzeuges den Brennstoffzellen-Stack als solches zu kommen Die Produktionsprozesse von denen Ein Brenn- stoff zellen Stack

00:29:47: Was heißt das?

00:29:49: Also ich kann den Wasserstoff warm verbrennen in einer Verbrennungskraftmaschine, also in einem Motor.

00:29:56: Ich kann den Wasserstoff aber auch kalt verbrennenden in einer sogenannten Brennstoffzelle.

00:30:00: das heißt ich führe kontrolliert an der Anode Wasserstoff an der kathode Sauerstoff zu und ich lasse die beiden miteinander reagieren, getrennt über einen separator aber verbunden über ein Elektrolyt.

00:30:14: Und dabei werden eben auf der anrunden Seite elektronenfrei.

00:30:18: aus dem Wasserstoffmolekül wird ein Proton das wandert zur Sauerstoffside.

00:30:22: Auf der Saustoffseite nimmt der saustoff die freigewordene Elektronen frei er wird reduziert es wird O- und beide vereinen sich zu wasser und aus meinem Auspuff hinten raus aus der Brennstoffzelle kommt eben Wasser hintraus.

00:30:35: Und dabei habe ich eben Elektronen gewonnen, nicht Wärme oder mechanische Energie in der Verbrennungskraftmaschine sondern Elektronin.

00:30:43: und diese Elektron wiederum die kann ich natürlich über einen Elektromotor schicken und der treibt mir dann mein Fahrzeug an oder stellt Elektronenzuf verfügungen für den Betrieb eines Laptops oder was auch immer.

00:30:55: Diese Brennstoffzellen Stacks sind erstmal per se relativ simpel aufgebaut.

00:31:01: Ich habe eine Anode und eine Kathode, ich muss auf beiden Seiten natürlich dafür Sorge tragen dass die Gase sehr gleichmäßig an jeder Stelle überall gleichmäßig verteilt werden das die ionische Leitfähigkeit zwischen Anode- und Kathode sehr gut ist also dass die Protonen sehr schnell Kattotenseite rüberkommen, dass das Wasser auch gut abtransportiert wird.

00:31:28: So gibt es natürlich schon ein paar Kniffe die dazu beachten sind.

00:31:32: man braucht auch Katalysatoren dazu um die Energie ein bisschen herabzusenken also dass der Wasserstoff leichter oxidiert werden kann.

00:31:41: Das heißt, da werden wahrscheinlich dann seltene Erden und Metalle verwendet.

00:31:46: Edelmetalle

00:31:47: werden da unter anderem eingesetzt.

00:31:49: Da ist man aber von der Optimierung her schon sehr weit, dass man diesen Anteil natürlich sehr weit runtergebracht hat.

00:31:57: Der ist nicht mehr so wie in den Fünfziger-Sächzigerjahren.

00:32:02: viele Jahre lang entwickelt.

00:32:04: Man hat sich intensiv in der Forschung damit beschäftigt, hat sich angeschaut dass also die Reaktion überall gleichmäßig abläuft.

00:32:11: und jetzt ist man weil sie eben auch gerade die Edelmetalle angesprochen haben natürlich dabei in der nächsten Stufe.

00:32:17: okay wenn also jetzt ich sag mal die die Stückzahl an Brennstoffzellen nach oben läuft braucht man auch mehr Edelmetalle.

00:32:25: Also schaut man sich jetzt intensiv an, wie kann ich denn diese Edelmethalkonzentration oder den Edelmittelanteil nach unten setzen?

00:32:32: Aber noch mal zurück auf die Brennstoffzellenstacks als solches!

00:32:36: Ein solcher Stack hat eine Lebensdauer, sprich dabei von Betriebsdauern von fünftausend Volllaststunden.

00:32:45: Fünftausende Volllast-Stunden wenn Sie das überrechnen in die Lebensdaurer oder Betriebsdauer eines Autos, dann sind sie zwischen sieben und acht Jahren angekommen.

00:32:56: Das ist also sehr, sehr gut.

00:32:59: Jetzt stellt sich trotzdem die Frage warum macht man das nicht und warum isst man noch nicht so weit?

00:33:03: Weil eben es letztendlich von den Produktionen her, man es nicht vergleichen kann mit einer vollautomatisierten Produktionsherstellung von einem Verbrennungsmotor bei Daimler in Sintelfingen oder bei Volkswagen Wolfsburg oder bei Audi in Ingolfstadt weil eben die Stacks als solches gar nicht am Markt abgefragt wurden und gar nicht benötigt waren, weil der Markt gar nicht dafür da war.

00:33:31: Das heißt also ein ganz ganz wichtiges Thema womit man sich jetzt auch im Hochlauf damit beschäftigt ist Kostenreduktion, Kostenoptimierung bei der Herstellung von solchen Brennstoffzellenstacks und gleiches fast noch viel mehr gilt für die Elektrolyse.

00:33:47: Denn ich kann nur eine Brennstoffzelle anwenden wenn ich Wasserstoff habe.

00:33:50: das heißt Elektrolysöre wurden noch viel weniger in noch viel geringeren Stückzahlen und noch von der Dimension her oder von der Leistung her was sie aufnehmen können noch viel kleiner hergestellt.

00:34:01: Siemens Energy ist unter anderem ein solcher Hersteller von solchen Elektrolysörern.

00:34:06: Man kann davon eine halbautomatischen, händischen Herstellung sprechen von den Elektrolysörer.

00:34:11: Und wenn wir jetzt... Gut

00:34:13: und das macht es natürlich dann sehr teuer!

00:34:15: Das

00:34:15: war's.

00:34:16: Sehr, sehr teuer.

00:34:17: und wenn wir jetzt in die Welt hinaus schauen es gibt hundertdreißig nationale Wasserstoffstrategien das heißt hundert dreißig Nationen weltweit Gott sei Dank machen sich auf den Weg umzustellen von fossilen Energieträgern auf Wasserstoff und alle diese benötigen Elektrolyseure.

00:34:34: Das ist eine gigantische Aufgabe für die Industrie und damit unter anderem auch für Deutschland, für unser Land der Ingenieure hier tätig zu werden Produktionsprozesse zu entwickeln, zu optimieren etc.

00:34:46: Aber

00:34:47: das klingt doch eigentlich nach einem super tollen Markt für die Zukunft?

00:34:51: Ja

00:34:51: natürlich!

00:34:52: Aber jetzt sind wir wieder bei dem Henne-Ei-Problem.

00:34:56: Ich brauche grünen Strom Und damit Ich am Tagesende mit dem Wasserstoff, den ich dort produziere auch etwas verdienen kann muss natürlich der Strom im Einkauf einen gewissen Preis haben oder darf nur einen gewisse Preis haben und der ist im Moment zu hoch.

00:35:16: Zumindest für uns hier in Europa ist er zu hoch.

00:35:18: dementsprechend da muss sich in Regionen gehen wo ich sage mal sehr einfach sehr kostengünstig ich erneuerbare Energien einsammeln kann.

00:35:29: wenn ich jetzt In Deutschland mir anschauen, dann ist das die Nordsee Ostseeküste.

00:35:33: Da kann ich Windparks aufstellen aber selbst der dort produzierte Strom kann nicht konkurrieren mit den Strom in den Regionen wo ich einfach rund um die Uhr abgesehen von der Nacht die Sonnenschein habe oder sehr starke Winde.

00:35:48: also wenn ich in Europa bin... Ich schaue nach Spanien!

00:35:51: Ich schau nach Portugal!

00:35:52: Nach

00:35:52: Italien!!

00:35:53: Ich schaus nach Sizilien!

00:35:59: Wir eben einen sehr, sehr reichen Ertrag an Sonne haben.

00:36:04: Oder?

00:36:05: Und das ist eben auch das was letztendlich unserer Bundespolitik im Moment tut... Ich schaue in die Welt hinaus und schaie wo habe ich Kooperationsmöglichkeiten?

00:36:14: Wo finde ich Länder, die eben auch einen sehr hohen Ertrak haben an erneuerbaren Energien die natürlich eben auch gewillt sind, sich dahin zu bewegen.

00:36:26: Australien Argentinien Schiele Lateinamerika aber eben auch Afrika.

00:36:33: ja das sind eben Regionen wo ich dort auf jeden Fall günstiger kostengünstige Wasserstoff produzieren kann.

00:36:40: Das heißt aber noch lange nicht dass der kostengünstig dort produzierte Wasserstoff auch kostengünstig bei uns hier in Europa ankommt.

00:36:47: Das ist dann sozusagen die nächste Aufgabenstellung, was transportiere ich über die Weltmeere?

00:36:53: und damit sind wir wieder bei den Wasserstoffderivaten.

00:36:56: also Ammoniakt, Methanol lässt sich wunderbar über die weltmeere transportieren das eine Flüssigkeit etc.

00:37:03: Wasserstoff verflüssigt über die Weltenmeere Muss man mal sehen, ob sich das rechnet.

00:37:09: Ja?

00:37:10: Weil ich muss den verflüssigen!

00:37:11: Ich muss ihn flüssig halten während der Fahrt und dann muss ich einen entsprechenden Tier anlanden.

00:37:17: er wird dekomprimiert oder wird eben flüssisch weiter transportiert.

00:37:21: also dass ist nicht ganz so einfach mit dem flüssigen Wasserstoff.

00:37:24: auch dafür brauche ich erstmal noch eine Infrastruktur die dafür aufgebaut werden muss.

00:37:30: Wie sieht es denn mit der Effizienz eigentlich aus?

00:37:32: was kommt da am Ende bei raus?

00:37:34: In welcher Faktor, welchen Verlustfaktor habe ich vielleicht auch?

00:37:37: und was ist meine Energie die ich da rausziehen kann in Form von gasförmigem Wasserstoff?

00:37:41: zunächst mal unverdichtet.

00:37:43: Also für jeden dieser Schritte haben sie Verluste.

00:37:46: in jedem dieser Schritten ein Elektrolyseur einen entsprechend großer Elektrolysir hat einen Wirkungsgrad der kann zwischen seventy und achtzig Prozent liegen.

00:37:57: Das ist aber gut eigentlich.

00:37:58: Das ist prinzipiell sehr gut, da spreche ich von den sogenannten alkalischen Elektrolyseuren.

00:38:03: die produzieren am Tagesende nicht Wasserstoff, den ich zum Beispiel direkt hernehmen könnte und in einem Brennstoffzellenfahrzeug verbrennen könnte weil er noch vor Unreinigt ist.

00:38:13: also er ist nicht hoch rein es Knapp neun, neunzig Prozent.

00:38:19: Hoch rein Wasserstoff kriege ich aus den sogenannten PEM-Elektrolyseuren, also sauren Elektrolysiren und dort komme ich eben aber dann nicht auf diese siebzig bis achtzig Prozent sondern dort bin ich eher so unter siebzig um die zwischen sechzigundsiebzig ungefähr drum herum.

00:38:36: Okay das heißt als ich stecke einen Kilowatt Leistung rein und bekomme nullkomma sieben Kilowat raus?

00:38:40: Genau!

00:38:41: Und dann habe ich den Wasserstoff in gasförmige Form legen.

00:38:44: Dann kommt als nächste Stufe die Speicherung.

00:38:48: Weil, die Prozesse, die dann danach kommen mögen meistens sehr häufig kontinuierlichen Wasserstoffversorgung.

00:38:55: Das heißt also ich muss einen Speicher damit füllen.

00:38:59: Also ich muss das Gas weiter komprimieren und dann geht es eben.

00:39:03: in all den nächsten folgenden Dekaden komme ich immer wieder ein Stück weiter nach unten.

00:39:10: Jetzt haben Sie vorhin schon angesprochen, die verschiedenen Wasserstoffstrategien, die es auf der Welt gibt.

00:39:15: Viele Länder haben jeweils sich eine Strategie zurechtgelegt.

00:39:19: Sie selbst sind Mitglied im nationalen Wasserstoffrat.

00:39:23: Das ist ein Expertengremium was aus ich glaube so ungefähr fünfzwanzig Leuten besteht, die die Bundesregierung in der Strategie bezüglich des Wasserstoffs und dessen Einsatzes beraten.

00:39:34: Aber was genau machen sie da eigentlich?

00:39:37: Man könnte sagen, wir sind Lobbyisten für ganz unterschiedliche Dinge.

00:39:41: Lobbyistsen für die Forschung.

00:39:44: Lobbyssten für die Umwelt.

00:39:47: Lobbiisten für die Industrie.

00:39:49: Für die chemische Industrie!

00:39:51: Für die Stahlindustrie!

00:39:52: Für den Wärme-Industrie!

00:39:55: Auch die Arbeitnehmer sind mitvertretend... ...für die Automobilindustrie!

00:40:02: Schifffahrtsindustrie, für die Luftfahrtindustrie.

00:40:05: Also ganz, ganz unterschiedlich!

00:40:08: Die Bundesregierung hat unter Zusammenarbeit von insgesamt sechs Ressorts – also dem Wirtschaftsministerium, Verkehrsministeriums, dem Umweltministerium und dem Verteidigungsministerium eine Wasserstoffstrategie geschrieben.

00:40:23: Was nehmen wir uns vor?

00:40:29: Etwas angehoben.

00:40:30: Es hieß am Anfang fünf Gigawatt, jetzt sind wir bei zehn gigawatt an Installationen die wir machen wollen bis zwanzig dreißig und es wird bestimmt Da bin ich mir ganz sicher, eine Revision geben.

00:40:40: Das heißt man wird noch mal die Ziele etwas nach oben setzen?

00:40:44: Also

00:40:44: zum Hintergrund das geht letztendlich natürlich um Klimaneutralität Deutschlands, die bis zu zwei Tausend Fünfzig erreicht sein muss.

00:40:50: und so der erste Step wäre praktisch bis zwanzig Dreißig.

00:40:54: schonmal zu schauen dass man mehrere Gigawatt Stunden an Energie aus Wasserstoff der Grünen erzeugt wurde decken kann

00:41:02: dass man Wasserstoff gewinnt für die unterschiedlichen Anwendungsfelder.

00:41:06: Und eben da brauche ich entsprechende Leistungen, damit ich den daraus gewinnen kann.

00:41:11: und natürlich verfolgen die unterschiedlichen Ressorts, entsprechend ihre Aufgabe unterschiedliche Zielrichtungen.

00:41:20: Ich habe noch ein Ressort vergessen nämlich das Resort für internationale Zusammenarbeiten.

00:41:24: ganz wichtig auch das Kanzleramt sitzt mit und hat auch mit an dieser Wasserstoffstrategie mitgearbeitet.

00:41:30: also sie sehen es fast die gesamte Bundesregierung an diesem Thema dran und auch beteiligt.

00:41:35: und entsprechend der Aufgaben der Ressors müssen unterschiedliche Zielsetzungen verfolgt werden.

00:41:42: Wirtschaftsministerium ganz klar da?

00:41:45: Was sind sozusagen die ersten Industriezweige, die bedient werden müssen.

00:41:49: Was müssen wir als Deutsche nach Europa in die Europäische Kommission hineintragen?

00:41:55: denn wir können das nicht alleine machen.

00:41:57: Europa muss an dieser Stelle mitgehen.

00:42:00: oder was müssen wir von der Gesetzgebung her eben entsprechend auf den Weg bringen?

00:42:05: ich habe vorhin von Standardisierung gesprochen.

00:42:08: ganz wichtiges Thema.

00:42:10: ein weiteres wichtiges thema Ausbildung.

00:42:13: Wir brauchen Fachkräfte.

00:42:14: Es gibt extremsten Fachkräftemange in diesem Themenbereich und dementsprechend ist das ein ganz, ganz wichtiges Thema was auch wir hier als Hochschule mit aufgegriffen haben eben die Aus- auch Weiterbildung im Thema Wasserstoff.

00:42:29: So jetzt noch wieder zurück zum Wasserstoffrad.

00:42:33: Wir schauen eben uns die ganzen unterschiedlichen Themen und Aufgabengebiete an, und sprechen Empfehlungen aus.

00:42:39: Empfehnungen an die Bundesregierung, an den Staatssekretärskreis oder Ausschuss und möchten da sozusagen den Weg bereiten für den Wasserstoff.

00:42:50: Womit soll man zuerst anfangen?

00:42:52: Wir schauen uns auch genau konkret an was sind zum Beispiel entsprechende Mengen benötigt, welche Mengen an Wasserstoff.

00:43:00: Wie wird in der Mobilität wann zu welchem Zeitpunkt abgebracht?

00:43:04: Wie sieht es im Wärmesektor aus?

00:43:06: also der Wärmeerzeugungsektor?

00:43:08: wie sieht das in den unterschiedlichen Industrie-Sektoren aus?

00:43:12: oder wie sieht es bei der Luftfahrt oder bei der Schiffahrt aus?

00:43:15: ja was wird dort der Energieträger der Zukunft sein?

00:43:21: Da kann man schon sagen, im Bezug auf die Luftfahrt weiß man schon okay also so Mittelstreckenflüge.

00:43:27: Die wird man mit Wasserstoff bewerkstelligen können.

00:43:31: Also sprich innerhalb von Europa wird man vielleicht ab zwanzig dreißig fünfunddreißig mit Wasserstoff Flugzeugen unterwegs sein aber die Langstrecke wird nie mit diesem Energieträger die Langsträcke zurücklegen können sodass auch für die Luftfahrtindustrie, daraus ein Business Case wird.

00:43:49: Denn ansonsten sitzen in diesem Flugzeug nur noch zehn Reihen an Passagieren und der Rest ist mit Wasserstoff gefüllt.

00:43:55: Das heißt also zum Beispiel für diesen Bereich sind synthetische Kraftstoffe, die wiederum aus grünem Wasserstoff hergestellt werden ganz wichtig.

00:44:03: oder synthetischen Kraftstoffes sind für unsere Feuerwehren, für das technische Hilfswerk aber auch für das Verteidigungsministerium, für unsere Grenzschutz ganz, ganz wichtige Energieträger.

00:44:15: Weil die haben genauso wie die Luftfahrt oder wie die Schifffahrt schweres Gerät zu bewegen.

00:44:21: und da reicht eben die Energiedichte, selbst als flüssigen wasserstoff zur verfügung stellen kann nicht aus um eben mal beim thw schnell eine brücke zu bauen, eine brücke zu verlegen über den rein oder was auch immer oder über die a. also das reicht da nicht aus.

00:44:39: Da brauche ich schweres gerät.

00:44:41: Sie haben eben schonmal den krieg ruslands gegen die ukraine angesprochen.

00:44:44: in diesem zusammenhang fällt uns plötzlich vor die Füße, wie abhängig wir tatsächlich von Gasimporten sind.

00:44:51: Glauben Sie, dass wir mit Wasserstoff tatsächlich aus möglichst eigener Produktion unabhängig werden können?

00:44:58: Vielleicht sogar auch von Gas-Importen generell?

00:45:03: Dazu wird die Menge, die wir an erneuerbaren Energien bei uns in Deutschland installieren können nicht ausreichen sondern wir werden ein Importland bleiben!

00:45:13: Ein Importland für Energieträger.

00:45:16: Was natürlich bei Erdgas und Kohle passiert ist in den vergangenen Jahren, anders wie beim Erdöl und anderen, ist dass wir nur wenige Bezugsquellen haben.

00:45:27: Dass es vielleicht eine Handvoll ist ja?

00:45:30: Und das bringt uns natürlich in Abhängigkeiten hinein die eben wir uns gar nicht gewünscht haben... mal passieren.

00:45:38: Beim Erdöl sind es mehr wie zwei Hände, wo wir das Erdöl beziehen, deswegen sind dort die Abhängigkeiten nicht ganz so streng.

00:45:47: Warum das passiert ist?

00:45:48: Das hat wirtschaftliche Gründe, das hat gesellschaftlich Entwicklungsgründe vor allem also vor allen Dingen eben auch wirtschaftlichen Gründe.

00:45:55: und jetzt müssen wir analysieren, wie können wir uns aufstellen zukünftig und was können wir sozusagen tun?

00:46:03: Und da heißt es für mich als erst mal als Europäer denken.

00:46:08: Wie kann ich in Europa mich neu ausrichten?

00:46:12: Wie kann Ich in Europa einen Energieträger erzeugen der sich leicht verteilen lässt, der sich vielfach nutzen lässt?

00:46:19: Ich habe vorhin schon angesprochen die Potenziale, die eben in unseren südlichen Ländern singen.

00:46:25: Aber wir dürfen unsere skandinavischen Länder nicht vergessen denn dort haben wir sehr viel Wasserkraft und mit Wasserkraft lässt sich auch grüner Wasserstoff erzeugen.

00:46:32: also das ist ein ganz wichtiges Potenzial was wir jetzt europäisch zusammenbringen müssen.

00:46:39: natürlich müssen wir auch in die Welt hinaus schauen.

00:46:42: was passiert in der Welt draußen?

00:46:44: es gibt für Unternehmen einen gewissen Wirtschaftlichkeitsfaktor, den ich erfüllen muss und dementsprechend muss ich auch in die Welt hinausgehen.

00:46:52: Und eben auch dort schauen was tue ich da in der Welt?

00:46:56: Mit wem mache ich das?

00:46:58: Wir haben Pipelines, die gehen über die Pyrenäen von Spanien dann nach Frankreich weitergeleitet.

00:47:06: Wir haben ähnliche Situation aus Italien kommen etc... wir können nicht alleine vorwärts gehen.

00:47:13: Also das vielleicht so als die Antwort darauf, was können wir tun und was müssen wir tun?

00:47:20: Wir müssen uns also wieder besinnen.

00:47:23: Darauf dass wir uns eben nicht nur auf eine Handvoll Energielieferanten verlassen sondern dass wir Uns differenzieren Dass wir unterschiedliche Quellen herannehmen.

00:47:35: Das wird die Zielsetzung sein.

00:47:37: natürlich spielt auch noch eine andere Energie, der sogenannte Violette-Wasserstoff mit einer Rolle.

00:47:44: Nämlich der, der mittels Kernenergie gewonnen werden kann.

00:47:48: Darauf setzt unter anderem Frankreich sehr stark.

00:47:51: Sie sagen okay die Kernenergi ist eine Energie, die ich beherrschen kann.

00:47:56: Nun, ich erzeuge damit ein Gut was nur schwer beherrschbar ist.

00:48:00: Einen Abfallstoff oder einen radioaktiven Abfall und wir als Deutsche wollen es ja so oder so nicht.

00:48:05: Wir haben uns davon verabschiedet aber nicht dass du trotz ist das auch mit einem Faktor der natürlich in diese Wirtschaftlichkeitsdimension hineinspielt.

00:48:16: also sprich der mithilfe von Atomstrom erzeugte Wasserstoff ist wahrscheinlich aktuell günstiger als der Wasserstoff, den ich mit erneuerbaren Energien erzeuge.

00:48:26: Also auch da muss sich eben gucken wie ist sozusagen die Balance im System?

00:48:33: Sie haben vorhin schon gemeint dass das ein großes Zukunftszema werden wird und sie haben auch gesagt dass es dafür Fachkräfte braucht.

00:48:39: jetzt sind sie Professor hier in der HKA.

00:48:42: was kann Ich Als Studierender oder als Studierende denn Hier Lernen?

00:48:47: Im Bezug auf Wasserstoff Technologie

00:48:50: also In Erster Linie brauchen wir Elektronen Und wir müssen mit den Elektronen umgehen können, wir müssen sie einsammeln können.

00:48:58: Das ist das Themengebiet des Fachbereichs der Fakultät Elektro- und Informationstechnik.

00:49:06: und sammeln die Elektronen ein aus den erneuerbaren Energien.

00:49:09: Das heißt also, wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?

00:49:13: Wie binde ich sinnvoll eine Windkraftanlage an einen Übertragungsnetz an?

00:49:18: Wie muss ein übertragungsnetz überhaupt ausgelegt werden?

00:49:22: Welche Dimensionen brauche ich?

00:49:24: Wo baue ich in einem Übertragerungsnetze vielleicht Speicherknoten ein damit eben nicht ein ganz so dickes Kabel von Nord nach Süden gezogen werden muss!

00:49:34: wo es Widerstände gibt in der Bevölkerung, sondern ich vielleicht ein kleineres KB hernehmen kann weil ich eben an verschiedenen Knotenpunkten elektrochemische Speicher Batterien installiert habe.

00:49:45: Damit sind wir bei den Energiespeichern.

00:49:48: also Wir leeren hier Speichertechnologien, Batterien Brennstoffzellen, Herstellung von Wasserstoff sind Themen die wir also hier lehren und eben an die Studenten weitergeben.

00:49:59: Das Ganze funktioniert aber auch nur wenn ich ein gutes Energiemanagement habe.

00:50:03: das heißt also Ich muss umgehen können mit den unterschiedlichen Strömen Also ich muss sie verteilen können, muss wissen wie ich die verteilen kann.

00:50:12: Viele der elektrochemischen Speicher sind Systeme die mit Gleichspannung arbeiten.

00:50:20: Das, was ich verteile ist aber Wechselspannung.

00:50:23: Also brauche ich entsprechende Wechselrichter?

00:50:27: Ich brauche entsprechende Gleichrichte die auch die Spannungen entsprechend anheben wenn ich in eine Windkraftanlage hineinschaue.

00:50:35: und das sind alles Themen die in unserem Fachbereich an die Studenten weitergegeben werden.

00:50:43: lebt auch von einer Digitalisierung.

00:50:46: Also sprich, wie kann ich die einzelnen Komponenten gut miteinander verbinden?

00:50:51: So dass am Tagesende ich am besten und effizient mit der kostbar gewonnenen Energie umgehen kann.

00:51:00: Und damit habe ich einen ganz großen Bereich abgedeckt.

00:51:03: Ich überlege jetzt gerade noch wir haben natürlich auch das Thema Signalübertragung.

00:51:08: also sprich Woher weiß derjenige, dass er den Hebel umlegen muss an der anderen Stelle?

00:51:14: Dass er sozusagen freigeben muss.

00:51:16: Den entsprechenden Transport der Elektronen also Übertragungstechnik, Informationstechnika.

00:51:22: Also das sind alles Dinge die am Tagesende in diese Ausbildung hier einfließen.

00:51:28: und ich sage wenn Ich vor Schülern spreche oder zur Vorstellung des ersten Semesters oder auch im Schulen Wenn ihr euch gut anstellt und auch gut durch das Studium kommt, ist euch ein Job heute garantiert wie morgen.

00:51:44: Weil unsere Zukunft letztendlich ist elektrisch und basiert nicht mehr eben auf den fossilen Energieträgern sondern auf dem Wie gehe ich mit dem Elektronen um?

00:51:53: Was kann Ich mit dem alles anstellen?

00:52:01: Wenn man sich das Periodensystem anschaut, Lithium steht ganz in der Nähe von Wasserstoff.

00:52:06: Ich glaube an dritter Stelle.

00:52:07: es kommt Wasserstoff an erster Stelle dann kommt Helium und dann kommt Lithium ist also durchaus ein bisschen miteinander verwandt.

00:52:14: chemisch gesehen Elektrowirtschaftlich oder energiewirtschaftlich habe ich manchmal den Eindruck, der Graben zwischen den beiden könnte nicht größer sein.

00:52:22: Da gibt es die einen, die sagen wir setzen auf Lithium-Ionen-Technologie für die Zukunft und die anderen so wie sie eher sagen Wasserstoff ist die Zukunft.

00:52:30: Wer hat Recht?

00:52:31: Also ich versuche in meinen Vorlesungen beide Vorteile und Nachteile beider Welten darzustellen.

00:52:41: eine Brennstoffzelle also sprich Ich habe den Wasserstoff dann gewonnen und verbrenne ihn dann kalt in einer Brennstoffzelle.

00:52:48: Eine Brennstoffzelle per se liebt es nicht aus und angeschaltet werden oder mal, wenn ich jetzt übertreibe und ich quasi auf der Autobahn unterwegs bin, mal Gas geben und wieder abbremsen, sondern eine Brenn- stoffzell hat einen Optimumspunkt.

00:53:01: Und an diesem Optimumspunkt liefert mir die Brennstopfzelle die höchste Effizienz.

00:53:07: Eine Lithomion Batterie kann ich quälen!

00:53:10: Da kann ich Gas geben, da kann ich abbremsen und so weiter und sofort.

00:53:14: Aber eine Lithomion-Batterie muss natürlich wieder aufgeladen werden Und für mich ist sozusagen die Kombination dieser beiden Welten eigentlich ideal.

00:53:25: dadurch gegeben Ich habe eine Brennstoffzelle Die liefert mir eine konstante Energie und ich lade damit die Lithomation Batterie auf.

00:53:33: Weiterhin sehe ich in der Lithium-Ionen Technologie natürlich auch Vorteile.

00:53:42: Ohne Lithium, Ionen Akku gebe es kein leichtes Mobilfunktelefon oder kein Laptop die immer leichter werden weil einfach dort die Energiemengen die dort gespeichert und zur Verfügung gestellt worden ist so leicht durch das leichte Lithium ist dass sie für mich für einen gewissen Zeitraum tragbar ist, transportierbar ist etc.

00:54:06: Wenn ich jetzt aber zum Beispiel in lange Reichweiten denke oder in hohe Energieanwendungen dann nimmt schon das Volumen und das Gewicht des Lieds um Akkus oder der Batterie die ich dafür benötige extremst zu.

00:54:23: Und irgendwo kreuzen sich quasi die beiden Geraden.

00:54:27: Die eine wird gebildet durch den Wasserstoff, durch die Brennstoffzelle des Brennstoffzellensystems und auf der anderen Seite eben gerade das Lithomionakkus.

00:54:36: Wenn ich dann bei sehr hohen Reichweiten sehr schweren Transporten bin... Dann kommt die Brennstoffzelle um die Ecke.

00:54:45: Und genau das ist auch das, was unter anderem Daimler Trax im Moment in Wirt betreibt?

00:54:50: Die sagen okay langstrecken LKWs, die also tausend Kilometer unterwegs sind von Nord nach Süd und Ost nach West.

00:54:59: Die fahren am besten mit einem Brennstoffzellensystem als mit einem Lithomionakku weil dann muss ich Tonnen an Batterie durch die Gegend fahren nur damit ich auf diese Reichweite komme.

00:55:12: Deswegen, im Bezug auf die auf Lizomillionen und Brennstoffzellen beide haben ihre Vorteile und ihre Nachteile.

00:55:20: Und man muss sie halt sinnvoll miteinander kombinieren auch unter dem Aspekt der Ressourcen, die ich da drin verarbeite.

00:55:30: in einem Lizominion Akku sind sehr viele unterschiedliche Materialien Anorganische wie organische Materialien drin verarbeitet.

00:55:40: Es sind Feststoffe, es sind Polymere drin verarbeitet.

00:55:44: Es ist Flüssigkeiten drin verarbeiten.

00:55:48: und wenn ich mir da das Recycling anschaue auf der gleichen auf der gegenüberliegenden Seite des Recyling einer Brennstoffzelle oder eines Elektrolyseurs anschau dann treffe ich auf zwei komplett unterschiedliche Welten den Elektrolyseur oder auch die Brennstoffzelle, die kann ich auseinanderschrauben.

00:56:05: Ich kann sie auseinander klappen und dann habe in der Mitte einen Elektrolüten.

00:56:10: da ist der Katalysator drauf Da sind auch noch Kohlenstoffmaterialien drauf aber ich kann ihn quasi rausnehmen.

00:56:16: ich kann den Recykeln und Kriege am Ende Die Metalle die da drauf waren wieder zurück.

00:56:22: und ich den Kunststoff wahrscheinlich nicht.

00:56:24: Den werde ich verbrennen eventuell Aber Auf jeden Fall ist es einfach zurück.

00:56:30: Wenn ich ein Lithium-Ionakku recyceln möchte, dann muss ich als erstes in eine Inattgasatmosphäre gehen weil Lithium ist hochreaktiv.

00:56:37: also ich kann das nicht gerade so aufmachen und dann loslegen.

00:56:40: Dann habe ich wie gesagt eine organische und anorganische Phase.

00:56:45: Ich muss daraus entsprechende Salze ausfällen.

00:56:48: Das heißt die Recyclingquote eines Lithiumionakkus ist heute So in dem Bereich zwischen zwanzigund dreißig Prozent.

00:56:57: der Rest kann ich gar nicht mehr weiter verwenden.

00:56:59: Der fällt als Schlacke, sage ich mal an so bei einem Brennstoffzellenakku ist die Recyclingquote weit über fünfzig Prozent.

00:57:07: also auch das sind zum Beispiel Dinge die man eben in der langen Fristigkeit damit mit betrachten muss.

00:57:14: Also gibt es keinen klaren Gewinner, sondern ist das andere als zwecksbezogen und man muss... Es wird

00:57:19: einen Mix geben.

00:57:20: Ein Mix aus unterschiedlichen Dingen und auch aus den unterschiedlichen Anwendungen heraus.

00:57:28: Herr Pinkwart vielen herzlichen Dank für das Gespräch!

00:57:30: Bitte schön!

00:57:31: Dr.

00:57:31: Karsten Pinkwart Professor an der Fakultät für Elektro-und Informationstechnik an der HKA.

00:57:37: Wenn ihr euch für das Thema interessiert oder euch überlegt, etwas

00:57:41: in

00:57:41: dieser Richtung zu studieren, schaut ruhig mal rein auf unsere Webseiten.

00:57:45: Dort findet ihr alle Infos zum Studiengang Elektro- und Informationstechnik mit allen Schwerpunkten und Vertiefungsrichtungen die da angeboten

00:58:05: sind.