Bei der dritten Veranstaltung der Landshuter Energiegespräche der Hochschule Landshut in diesem Sommersemester begrüßte Prof. Dr. Marcus Jautze, Vizepräsident der Hochschule, am 22. Mai 2023 die knapp 100 zum großen Teil online zugeschaltete Teilnehmer*innen. Prof. Dr. Josef Hofmann, Sprecher Forschungsschwerpunkt Energie der Hochschule Landshut und Initiator der Veranstaltungsreihe stellte den Referenten vor: Volker Harbusch, der mit dem Unternehmen Siqens GmbH (München), dessen Mitgründer und CTO er ist, die Entwicklung der Brennstoffzelle vorangetrieben hat und Lösungen im Bereich Wasserstoff anbietet. In seinem Vortrag zeigte er das Potenzial von „Methanol-Brennstoffzellen für stationäre und mobile Anwendungen“ auf.
Hohe Energiedichte und idealer Wasserstoffträger
Methanol sei ein idealer flüssiger Wasserstoffträger, betonte Volker Harbusch am Anfang seines Vortrages. Die Speicherung könne in Tanks erfolgen, da Methanol im Gegensatz zu Wasserstoff bei Umgebungstemperatur flüssig sei. Bei der energieaufwändigen Reformierung von Methanol und Wasser entstehe dann CO2 und Wasserstoff. Da aus einem Methanolmolekül drei Wasserstoffmoleküle erzeugt werden können, entstehe viel nutzbare Energie für die Brennstoffzelle. Dies geschehe bei einer rund 20-fachen Energiedichte des Methanols im Vergleich zu gasförmigem Wasserstoff: ein 1000 Liter Methanol-Tank mit einem Gewicht von ca. 0,85 Tonnen enthalte die gleiche Energie wie 96 Gasflaschen (Gewicht 14,8 Tonnen). Bereits seit 20 Jahren werden Direkt-Methanolbrennstoffzellen als mobile Anwendung für Wohnwagen und Camper eingesetzt. Dazu nutzt man in Kanistern mitgeführtes Methanol zur Energiegewinnung. Auch bei Nutzfahrzeugen mit zusätzlichem Strombedarf wie bei Überwachungs- und Observationsfahrzeugen der Polizei findet dies Anwendung. Auch für Krankenwagen oder Feuerwehrfahrzeuge sehe Harbusch hier Potenzial. Für leistungsstarke Anwendungen in Massenmärkten sei die Technologie allerdings zu teuer. Durch die Reformierung des Methanols zu Wasserstoff werde die Leistung deutlich erhöht. Siqens setze auf eine Wasserdampfreformierung des Methanols Kupferkatalysatoren, die im Vergleich zu anderen Verfahren weniger Aufwand bei höherer Leistungsdichte und niedrigeren Kosten verspreche. Dabei komme einfach zu beziehendes industrielles Methanol zum Einsatz.
Methanolbrennstoffzelle als Ersatz für Dieselaggregate
Stationäre Anwendungen, die eine hohe Zuverlässigkeit erfordern, werden umgesetzt, beispielsweise die Methanolbrennstoffzelle als vollautomatische Batterieladegeräte eingesetzt. Die Batterie decke dabei Lastspitzen ab, die Brennstoffzelle, die allerdings immer teurer sein werde als Solarstrom, liefert kontinuierliche Energie. So könnten Dieselgeneratoren in bestehenden Hybrid-Systemen ersetzt werden und auch eine einfache Kombination mit anderen erneuerbaren Energien wie Photovoltaik sei möglich. Als weitere Anwendungsbeispiele nennt Harbusch die Stromversorgung von kritischer Infrastruktur ohne Netzanschluss, wie die Hindernisbefeuerung beim Bau von Windparks, das Betreiben von Messgeräten oder Telekommunikation in alpinen Regionen oder in Verkehrssystemen. Gerade der Ersatz von Dieselgeneratoren in erneuerbaren netzfernen Systemen, die die Lücken in der Versorgung mit Photovoltaik-Strom schließen, biete eine nachhaltige Lösung, die Kohlenstoffemissionen, Lärm, Partikel und NOx vermindere und eine Kraftstoffeinsparung von bis zu 88 Prozent bedeuten. Auch eine autarke Energieversorgung für Häuser auf Basis der Methanol-Brennstoffzelle sei in Kombination mit PV, Batterie, Wasserstoffspeicher und Methanoltank denkbar. Insgesamt biete diese Technologie die Möglichkeit für ein wirtschaftliches Back-up für regenerative Energieversorgung. Weiteres Potenzial biete sie als praktikable Lösung zur Hybridisierung von e-Transportfahrzeugen oder sogar für Methanolbrennstoffzellen-Fahrzeuge, wie sie bereits angeboten werden, als Brennstoff dienen Methanol und Wasser. Insgesamt lasse sich Methanol effizient verstromen, man könne die Vorteile von Methanol und Wasserstoff nutzen. In der anschließenden Diskussion – moderiert von Prof. Dr. Hofmann – beantwortete Harbusch die vielen interessierten Fragen aus dem Publikum. So liege die Haltbarkeit von Brennstoffzellen im Normalmodus bei über 5.000 Stunden. Es gäbe aber auch Systeme, die wesentlich länger hielten. Eine Wartung sei eigentlich nicht nötig. Der reine Kaufpreis für eine kleinere Brennstoffzelle liege heute bei rund 16.000 Euro, die Kosten für die Erzeugung von einer Kilowattstunde elektrischer Energie bei rund 30-40 Cent. Eine weitere Anregung lautete, in Chile mit Windenergie erzeugtes Methanol anstelle von Wasserstoff zu transportieren, weil dies wesentlich einfacher wäre. Prof. Dr. Hofmann rief die Politik dazu auf, Methanol aus der Nische zu holen. Denn ein weiterer Vorteil sei dabei, dass das Tankstellennetz leicht auf Methanol umgestellt werden könnte, bei Wasserstoff sei dies schwierig und nur mit enormen Investitionen möglich. Die „Landshuter Energiegespräche“ an der Hochschule Landshut wollen in diesem Semester innovative Ansätze für die Energiewende vorstellen und diese auch aus ökonomischer Sicht reflektieren. Die Reihe wird vom Forschungsbereich Energie, dem Technologiezentrum Energie sowie dem Institut für Transfer der Hochschule Landshut durchgeführt Weitere Informationen zur Veranstaltungsreihe unter
www.la-energiegespraeche.de.
