Um den Klimawandel abzuwenden und die angestrebten "Net-Zero"-CO2-Emissionen zu erreichen, haben sich die Regierungen ehrgeizige Ziele gesetzt. Dies ist eine große Herausforderung für alle Bereiche, besonders aber für den Energiesektor als einer der dringlichsten Bereiche mit hoher Komplexität. Dabei müssen neue Rohstoffe die gleichen Anforderungen erfüllen wie die fossilen Energieträger. Sie müssen in der erforderlichen Größenordnung verfügbar, lagerfähig, transportabel und darüber hinaus wirklich kohlenstoffneutral sein.
Prinzipiell gibt es genügend grüne Energie, wie zum Beispiel Strom aus Wind und Sonne. Vorausgesetzt, dass der Aufbau der Infrastruktur im erforderlichen Umfang gelingt, um diese natürlichen Ressourcen zu nutzen.
In beiden Bereichen sind Edelmetalle im Spiel, zum Beispiel bei
Schleifring-Anwendungen
für Windkraftanlagen oder den
Silberpasten
für Solarzellen.
Aber die Stromerzeugung allein, selbst wenn sie in ausreichender Menge erfolgt, genügt nicht. Denn der Output von Ökostromquellen schwankt je nach Wetter, Tages- und Jahreszeit. Will man kontinuierlich Energie zur Verfügung haben, müssen Möglichkeiten geschaffen werden, die Energie zu speichern und später wieder abzurufen. Außerdem muss er transportabel sein, idealerweise durch eine dezentrale Infrastruktur, die bereits vorhanden ist.
Dies kann erreicht werden, wenn man grünen Strom durch Wasserelektrolyse in Wasserstoff transferiert - und dann entweder direkt (durch Verbrennung oder in einer Brennstoffzelle) nutzt oder in komplexere Träger wie
Ammoniak
,
LOHC
oder
SNG
umwandelt.
Für die Wasserelektrolyse gibt es mehrere Technologien, die jedoch nicht gleichermaßen für die fluktuierende Energie aus erneuerbaren Stromquellen geeignet sind. Die Methode der Wahl für grünen Strom ist die PEM (Protonenaustauschmembran)-Elektrolyse, da sie mit vergleichsweise schnellen Startzeiten arbeitet und weniger Platz benötigt als z.B. die AEL (Alkali-Elektrolyse), was in manchen Umgebungen, z.B. in Offshore-Windparks, ein limitierender Faktor sein kann. Außerdem kann sie bei niedrigeren Temperaturen betrieben werden als z. B. die SOEC (Solid Oxide Electrolysis), die sich besser für Anwendungen eignet, bei denen Abwärme aus anderen Prozessen verfügbar ist.
Die
PEM-Elektrolyse
wird in Zukunft eine wichtigere Rolle spielen, da diese relativ neue Technologie ein interessantes Potenzial für eine wirklich kohlenstoffneutrale Deckung des Dekarbonisierungsbedarfs aufweist.
Innovationen in Bezug auf Edelmetalle zielen hier auf die Reduzierung der benötigten Edelmetallbeladung pro GigaWatt, die langfristige Stabilität und eine nachhaltige Beschaffungsstrategie für die Rohstoffe ab, um den Wasserstoffausbau zu ermöglichen.
Heraeus
Elektrolyse Katalysatoren mit geringer Edelmetallbeladung
sind ein wichtiger Schritt auf diesem Weg, ebenso wie Investitionen in die erforderlichen Kapazitäten für das
Recycling
von Altmaterialien.
