Echte Raketenwissenschaft

Wasserstoffherstellung per Elektrolyse: Stammt der dafür benötigte Strom aus erneuerbaren Energiequellen, können klimaschädliche CO2-Emissionen vermieden werden. Das DLR in Lampoldshausen testet die Produktion für den Eigenbedarf. Foto: DLR/Thomas Ernsting

Deutschland setzt im Energiemix auf Wasserstoff – und die Region Heilbronn-Franken kann dabei eine Vorreiterrolle einnehmen. Das Raketentestgelände in Lampoldshausen benötigt große Mengen an Wasserstoff und will ihn künftig selber herstellen.

Wasserstoff ist ein Hoffnungsträger für die Zukunft. Er verspricht eine emmisionsfreie, klimaneutrale Energienutzung. Für die Energiewende könnte Wasserstoff einen wichtigen Beitrag leisten, denn er eignet sich zum einen als Energieträger, der in Sektoren wie Mobilität, Wärmeversorgung und industrieller Produktion nutzbar ist, zum anderen als Energiespeicher für Strom aus erneuerbaren Energiequellen, der nicht sofort eingesetzt werden kann, was Wasserstoff zu einem wichtigen Element der Sektorenkopplung, sprich der Vernetzung der Energiewirtschaft macht.

Das Thema Wasserstoff erfährt derzeit viel Aufmerksamkeit. Die Bundesregierung hat am 10. Juni eine nationale Wasserstoffstrategie beschlossen und ernannte einen 25-köpfigen Nationalen Wasserstoffrat, der die Politik künftig beraten soll. Als Teil des Konjunkturpakets sind sieben Milliarden Euro für den Aufbau einer Wasserstoffindustrie und weitere zwei Milliarden für den Aufbau internationaler Partnerschaften in diesem Bereich vorgesehen. Deutschland soll bei Wasserstofftechnologien die Nummer eins in der Welt werden – das wünscht sich Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier.

Regionales Know-how

Jahrzehntelange Erfahrung und Expertise rund um das Thema Wasserstoff hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) am Standort Lampoldshausen: Es benötigt ihn tonnenweise für seine Triebwerkstests von Raumfahrtantrieben und ist daher einer der größten Wasserstoffnutzer in Europa. „Wir haben hier eine lange Tradition im Umgang mit Wasserstoff“, sagt Klaus Schäfer. Er ist stellvertretender Direktor des Instituts für Raumfahrtantriebe am DLR und hat bereits in den 1980er Jahren die Einführung von wasserstoffbasierten Technologien für die Antriebe der europäischen Trägerraketenfamilie Ariane begleitet. Das Problem: Der bislang verwendete Wasserstoff wird nicht CO2-neutral gewonnen, sondern aus fossilen Brennstoffen wie Erdgas. Bei seiner Herstellung werden Treibhausgase freigesetzt. Ziel sei daher, künftig „grünen“ Wasserstoff zu verwenden, der mit Hilfe erneuerbarer Energien hergestellt wird.

Zu diesem Zweck ist das DLR vor wenigen Jahren eine Partnerschaft mit der ZEAG Energie AG eingegangen, um unter dem Projektnamen „H2orizon“ ein Testfeld zur regenerativen Erzeugung von Wasserstoff aufzubauen. Die Idee ist, den klimaneutral erzeugten Strom aus dem benachbarten Windpark im Harthäuser Wald vor Ort zu nutzen, um mittels Elektrolyse Wasser in gasförmigen Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten. Auf diese Weise würde aus Windstrom und Wasser „grüner“ Wasserstoff entstehen – ohne Freisetzung von CO2.

Leuchtturm-Projekt

Kürzlich ist ein weiteres Projekt gestartet unter dem Namen „Zero Emission – Wasserstoffstandort Lampoldshausen“, das vom Land Baden-­Württemberg mit 16 Millionen Euro gefördert wird. Am 9. Juli übergab Landeswirtschaftsministerin Nicole Hoffmeister-­Kraut den Zuwendungsbescheid. „Mit dem Projekt ,Zero Emission‘ bauen wir unsere Kompetenzen zur Herstellung und zum Handling von Wasserstoff in Baden-Württemberg weiter aus. Wir wollen in Lampoldshausen einen bundesweit einmaligen Leuchtturm im Bereich Wasserstoffforschung mit Fokus auf Raumfahrt und Mobilität schaffen. Die enge Kooperation mit der Wirtschaft vor Ort ermöglicht auch eine zeitnahe Industrialisierung, Skalierung und letztendlich eine schnelle industrielle Umsetzung“, sagte die Ministerin anlässlich der millionenschweren Förderzusage des Landes.

Ziel ist, den DLR-Standort Lampoldshausen CO2-neutral zu machen und ihn nachhaltig mit regenerativ erzeugtem Wasserstoff zu versorgen. Das Projekt soll dazu beitragen, die Wirtschaftlichkeit und damit die Marktfähigkeit von Wasserstofftechnologien zu verbessern. „Im Fokus steht die Erprobung der gesamten Prozesskette, vor allem der vor- und nachgelagerten Prozesse. Dazu betrachten wir alle wesentlichen Bausteine der Wasserstofftechnologie – von der Erzeugung über die Speicherung bis hin zur Nutzung in unseren Prüfständen für Raketentriebwerke“, erläutert Stefan Schlechtriem, der Direktor des DLR-Instituts für Raumfahrtantriebe. Geplant sei, mit Hilfe eines Wasserstoffverflüssigers vor Ort tiefkalten, flüssigen Wasserstoff zu erzeugen, der für die Triebwerkstests der europäischen Ariane-Trägerraketen benötigt wird.

Darüber hinaus soll der gesamte Standort mit Hilfe von Wasserstofftechnologien künftig weitgehend CO2-neutral betrieben werden – mit Blockheizkraftwerken für Wärme und Strom sowie Wasserstoffautos für umweltfreundliche Mobilität auf dem Gelände. „Das DLR hat den Anspruch, Zukunftstechnologien voranzubringen und auch die eigenen Ressourcen und Gelände dahingehend zu entwickeln“, erläutert Klaus Schäfer. Die Forschungen dürften Strahlkraft in die Region entwickeln, denn im Umkreis ist weiteres Know-how rund um Wasserstoff angesiedelt, etwa die Brennstoffzellen-­Kompetenz von Audi in Neckarsulm. Durch Kooperationen und Technologietransfer könnte die Idee einer Wasserstoff-Region konkrete Gestalt annehmen – vorangetrieben von echten Raketenwissenschaftlern des DLR.

Dirk Täuber