© Karl-Heinz Tetzlaff

Die wirtschaftlichste und effizienteste Methode zur Herstellung von Bio-Wasserstoff ist die thermochemische Vergasung von Biomasse. Diese Technologie  speist sich aus zwei Wurzeln:

1. Industrielle Kohlevergasung zur Herstellung von Stadtgas u. Treibstoff
2. Holzvergasung zur Herstellung von Brenngas für Fahrzeuge

Die Vergasertypen sind jeweils auf die Verwendung des erzeugten Gases konzipiert. Zur Herstellung von Wasserstoff eignen sich nur die Vorbilder aus der industriellen Kohlevergasung.

Im zweiten Weltkrieg wurden Holzvergaser in großer Zahl (0,5 Mio) zum Antrieb von Fahrzeugen eingesetzt. Es liegt nahe, diese Vergaser heute in stationären Anlagen zur Stromerzeugung zu verwenden. Das wird auch gemacht und vom Staat  gefördert. Der erzeugte Strom wird nach dem EEG  vergütet.

Es ist eine Vielzahl von Konstruktionen auf dem Markt. Es handelt sich fast ausschließlich um Festbettvergaser, die eine definierte gleichbleibende Stückigkeit des Holzes erfordern. Das Holz muss dabei einen niedrigen konstanten Wassergehalt aufweisen. Holzvergaser erfordern zudem eine bestimmte Größe. Sie sind nicht scale up fähig. Die optimale Größe liegt bei 50-1000 kW. Der Kaltgaswirkungsgrad liegt fast immer deutlich unter 50%. Zusammen mit dem nachgeschalteten Motor-BHKW fällt ca. 80% der Energie als Wärme an. Die Wärme lässt sich bei diesen Kleinvergasern durch geeignete Standortwahl im Winter nutzen. Sowohl die Nutzwärme als auch der erzeugte Strom sind aber hochpreisig. Die Anlagen erfordern eine Netzanbindung, weil sie kaum regelbar sind. Die Herstellung von Wasserstoff aus Holzgas ist zwar prinzipiell möglich, aber ein ökonomisches Desaster.

• Nicht vergrößerungsfähig
• Schlechter Wirkungsgrad
• Schlechte und schwankende Gasqualität
• Einsatz von feuchter Biomasse (Silage) nicht möglich
• Nicht unter Druck betreibbar
• Definierte Stückigkeit erforderlich
• Nur Holz mit niedrigem gleichbleibendem Wassergehalt nutzbar
• Teer- und Abwasserproblematik

Bei industriellen Anlagen von 50-500 MW geht praktisch die gesamte Energie der Biomasse auf den Wasserstoff über. Da keine Abfallwärme entsteht, entfällt der wichtigste Grund zum “klein/klein”. Zur Reinigung und zum Transport des Wasserstoffs sind nur druckaufgeladene Anlagen wettbewerbsfähig. Nur diese Anlagen passen in eine Wasserstoff-Infrastruktur. Nur so läßt sich ein Gesamt-Nutzungsgrad der Energiekette von fast 100% erzielen. Der unten dargestellte Wirbelschichtreaktor gilt für industrielle Anlagen als Standard. In ihm kann auch feuchte Biomasse wie Silage vergast werden. Die Asche geht als Dünger zurück auf den Acker, weil sie nicht glasartig verkumpt.

Die Wirbelschicht besteht meistens aus Sand, der für eine gleichmäßige Temperaturverteilung und für die Zerkleinerung der Biomasse sorgt. Details zum Verfahren finden Sie hier.

Unter Forst- und Landwirten besteht die wohlbegründete Furcht vor Ausbeutung durch Großunternehmen. Sie wollen bei der Vermarktung von Energie nicht nur Rohstofflieferanten sein, sondern sich an der ganzen Wertschöpfungskette beteiligen. Deshalb werden alle Großstrukturen abgelehnt. Nur was ein Bauer auf seinem Hof selbst betreiben kann und selbst verkaufen kann, wird für gut befunden. Kleine Holzvergaser sind daher in aller Munde. Solche sozialromantischen Bewegungen gab es in der Vergangenheit schon öfter. Am bekanntesten ist das chinesische Experiment von Mao Tse-tung “der Große Sprung nach vorn”. Aus Aversion gegen alles Großindustrielle, sollten Millionen von Hochöfen das Land mit Eisen versorgen. Das Experiment hat mehr Tote zur Folge gehabt als die beiden letzten Weltkriege zusammen - auf beiden Seiten.

Es ist zu hoffen, dass die Landwirte nicht aus ideologischer Verblendung die großartige Zukunft der Landwirtschaft aufs Spiel setzen. Ökonomische Vernunft und engstirnige Ideologie sind selten Geschwister. Auch wenn die Landwirte nicht Eigentümer der Wasserstofffabriken sind, liegen doch ca. 70% der Wertschöpfung bei ihnen. Auch arme Landwirte sind mächtig, wenn sie sich organisieren. Das kann  regional sein. Schon eine Organisation der Landwirte im Umkreis von 100 km hat beim Anlagenbetreiber schon ein gehöriges Maß an Mitsprache.

Andererseits ist es nicht zu viel verlangt, wenn die Landwirte in einem Umkreis von ca. 10 km eine Genossenschaft gründen. Die anteiligen Kosten für eine große Wasserstoff-Fabrik sind auch nicht höher als die Kosten für einen Kleinvergaser und bei einer Beteiligung von ca. 3000 €/ha durchaus finanzierbar. Dann können Sie 100% der Wertschöpfung für den Wasserstoff kontrollieren. Der Transport der Edelenergie “Wasserstoff” muss freilich über eine Großstruktur, dem Gasnetz, erfolgen. Das ist nicht anders als heute, wo die Kleinproduzenten auf das Stromnetz angewiesen sind. Das Stromnetz wird aber nicht als Großstruktur erkannt, sondern als von Gott gegeben betrachtet. So gibt es viele “Öko-Experten”, die Wasserstoff rundheraus ablehnen, weil Wasserstoff über eine industrielle Infrastruktur verteilt werden muss, sehr zur Freude der etablierten Energiewirtschaft.

Eine erfolgreiche solare Wasserstoffwirtschaft ist regional und dezentral. Man muss die Energiegewinnung von der Energienutzung unterscheiden. Die erste Umwandlung, die man umgangssprachlich als Energiegewinnung bezeichnen könnte, erfolgt in industriellen Anlagen in der Region bei einer Anlieferungsentfernung der Biomasse von 3 bis 15 km. Die letzte Umwandlung in Strom und Wärme erfolgt dezentral mit einer Brennstoffzelle in jedem Haus, bzw. jedem Haushalt. Letztlich ist das Energiekonzept viel dezentraler als die heutigen Konzepte im Zusammenhang mit Erneuerbaren Energien.

Weil an jedem Gasanschluss eine Brennstoffzelle installert wird, erhält man mehr Strom als man verwenden kann. Eine Wasserstoffwirtschaft ist daher eine wärmegeführte Energiewirtschaft, die prinzipiell keine Verluste kennt. Das führt zu einer Vervierfachung der Energie-Effizienz und damit zu hohen Biomasse-Potenzialen und niedrigeren Energiepreisen.

aktualisiert am 05.08.2011