Anfang November lag – wie oft in dieser Jahreszeit – eine dichte Wolkendecke über Deutschland, mit Nebel bis in tiefe Lagen. Und zugleich war es nahezu windstill. Kurz: Es war die Zeit der gefürchteten Dunkelflaute, in der weder Windräder noch Solarzellen nennenswert Strom liefern. Am Abend des 6. November sank der Anteil der Erneuerbaren am gesamtdeutschen Strommix auf 11,6 Prozent – nur Wasserkraft und Biomasse lieferten noch grünen Strom.

In solchen Phasen sollen einmal große Stromspeicher einspringen, die in windigen und sonnigen Zeiten mit überschüssigem Strom aufgeladen worden sind, argumentieren die Konstrukteure der Energiewende. Dazu gibt es eine Vielzahl verschiedener Konzepte. Ein Kandidat wäre Wasserstoff: Er könnte in Phasen mit großem Stromüberschuss in Elektrolyseuren erzeugt und dann bei Bedarf in Brennstoffzellen wieder in Strom umgewandelt werden.

Bei der Fuel Cell Conference in Chemnitz haben sich diese Woche zahlreiche Forscherinnen und Forscher zum Stand von Wasserstofftechnologien ausgetauscht. Das Hauptproblem: An vielen Stellen ist die Technik noch zu teuer. Etwa, weil extrem wertvolle Edelmetalle wie Platin gebraucht werden. Oder weil die einzelnen Komponenten bisher nicht optimal miteinander funktionieren. Daher sind viele Konzepte noch im Stadium von Prototypen oder Modellen, wie eine Wasserstoffinfrastruktur tatsächlich aussehen könnte.

Ein solches Modell hat Pierre Grzona vom Lehrstuhl für Fabrikplanung der Technischen Universität Chemnitz erstellt. "Wir wollten wissen: Wo sind in Sachsen gute Standorte für Elektrolyseure", erklärt er. Deshalb betrachteten die Wissenschaftler zum einen, wo es ein hohes Angebot von erneuerbarem Strom gibt. "Da kann ich die Leistung nutzen, die ich also aktuell verliere, wenn ich Wind und Solarkraftanlagen abregeln muss und damit Wasserstoff erzeugen." Dieser Wasserstoff könnte dann in Zeiten von Knappheit in Brennstoffzellen in Strom zurückgewandelt werden.

Wie groß das Potential ist, haben unsere Kollegen vom NDR für Schleswig-Holstein berechnet. Dort haben sich die Abregelungen von Offshore-Windanlagen, also Anlagen auf See, die mit dem Stromnetz in Schleswig-Holstein verknüpft sind, 2023 verdreifacht. Insgesamt sind im Vorjahr 2.260 Gigawattstunden allein dadurch verlorengegangen. Bundesweit waren das 2023 bei Offshore-Windenergieanlagen laut Bundesnetzagentur 5.729 Gigawattstunden.

Eine zweite Möglichkeit wären aber direkte Anwendungen in der Produktion. Deshalb wählten Grzona und Kollegen die Standorte auch so, dass die Abstände zu den verarbeiteten Betrieben möglichst gering sind. "Man könnte Wasserstoff neben der Stahlerzeugung auch in der chemischen Industrie einsetzen, als Grundprodukt für die Raffination", sagt Grzona. Auch bei der Herstellung von Chips gebe es Einsatzmöglichkeiten. Natürlich sei Wasserstoff auch ein möglicher Treibstoff für Züge, Lkw oder Autos. Ergebnis der Studie: Mit 56 Standorten für Elektrolyseure unterschiedlicher Größe könnte die sächsische Industrie standortnah mit ausreichend Wasserstoff versorgt werden.

Eine weitere Frage ist, ob Wasserstoff auch außerhalb großer Anlagen einsetzbar wäre. Mit dieser Frage beschäftigt sich Fabian Braun. Der Diplom-Ingenieur ist Wissenschaftler am Institut Chemnitzer Maschinen- und Anlagenbau und entwickelt derzeit eine besonders kleine, mobile Brennstoffzelle. Sie könnte immer dort zum Einsatz kommen, wo heute Dieselaggregate verwendet werden, "zum Beispiel bei Festivals oder auch auf Baustellen zur Stromerzeugung", sagt er.

Aktuell sind solche Systeme noch kostspielig. Die aus einer Brennstoffzelle erzeugte Kilowattstunde Strom kostet je nach System zwischen 23 und 59 Cent. Ein gewöhnliches Baustromaggregat dagegen kostet etwa 15 Cent pro Kilowattstunde. Es braucht also noch Entwicklung, bis Wasserstoff als Alternative wirtschaftlich ist.