Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb Das am 10. September 2020 durch die Landesregierung veröffentlichte „Grünbuch zur Entwicklung einer Wasserstoffstrategie für Sachsen-Anhalt“ stellt eine Basis für die weitere Entwicklung des Landes im Sinne einer nachhaltigen Energiewende dar und eröffnet die Möglichkeiten eines strukturellen Wandels.
Für die erfolgreiche Darstellung von Wasserstoff-Zukunftsszenarien im Land Sachsen-Anhalt, national und international sind jedoch auch die Wechselwirkungen zwischen den dafür erforderlichen Ressourcen und der Energiewirtschaft selbst zu untersuchen. Die Ressourcen (insb. Wasser) spielen für die Umsetzung einer Wasserstoffwirtschaft eine maßgebliche Rolle und müssen vor dem Hintergrund des Vorhandenseins, der Verfügbarkeit und der Verteilung sowie Verwendung bewertet und nachhaltig genutzt werden. Insbesondere unter der Prämisse immer häufig auftretender Trockenperioden ist die Relevanz dieses Forschungsthemas hoch.
Das Fraunhofer IFF fokussiert sich dabei zunächst auf die Power-to-X-Anlagen (PtX), insb. Elektrolyse-Technologien, die bereits vorhanden, gebaut, oder in Planung sind. In Abhängigkeit der Anzahl und Ausbaugrößen können unterschiedliche Zukunftsszenarien zur Entwicklung der PtX-Anlagen entwickelt werden. In diesen Szenarien (2030 bis 2050) zeichnen sich zunehmend Standort-HotSpots aufgrund günstiger Rahmenbedingungen ab. Für die Anlagen lassen sich dabei die Leistungsgrößen beziffern, aus denen sich der Ressourcenbedarf an Wasser ergibt.
Das Wasser, je nach Herkunftsart (Grundwasser, Oberflächenwasser etc.) und Beschaffenheit, muss dabei für die Nutzung in einer Elektrolyse zur Wasserstoffherstellung verfügbar sein und aufbereitet werden. Der Aufwand für die Aufbereitung richtet sich insbesondere nach dem Salzgehalt innerhalb des Wassers. Die unterschiedlichen Wasseraufbereitungstechnologien werden ebenfalls vom Fraunhofer IFF untersucht, um die Prozesskette von Wasserbereitstellung, -aufbereitung und zur Verfügungstellung für die Elektrolyse als optimale Verfahrensschritte mit geringem CO2-Fußabdruck im Sinne einer nachhaltigen Klimastrategie darstellen zu können.
Im Konflikt zwischen der Wasserverfügbarkeit und Wasserbereitstellung für die Wasserstoffproduktion ergeben sich entsprechende Wechselwirkungen. Für eine allgemeine flächenübergreifende Bewertung kann derzeit die Aussage getroffen werden, dass die Grundwasserkörper und das Oberflächenwässer in ausreichenden Mengen Wasser für die Wasserstoffproduktion zu Verfügung stellen können, ohne dabei die Ressourcen nachhaltig zu beeinträchtigen. Jedoch ergeben die Auswertungen für einige Standtorte, bspw. für trockene Regionen mit geringen Grundwasserneubildungspotential, dass lokale Wasserentnahmen zu einer stetigen Entleerung des Grundwasserkörpers führen können. Im Kontext dieser Analysen leitet das Fraunhofer IFF Aussagen zu möglichen Ausbaukapazitäten, Standortempfehlungen und Wasser- und Wasserstofftechnologien innerhalb der Zukunftsszenarien ab, um gleichermaßen eine erfolgreiche als auch eine ressourceneffiziente und –schonende Energiewende mitgestalten zu können.
Die Untersuchungsergebnisse zum Thema Ressourcenknappheit von Wasser für die Wasserstofferzeugung als Ausgangsbasis für die Ausbildung einer Wasserstoffwirtschaft werden zum Ende des Jahres 2020 finalisiert.