Dubai sichert Stromversorgung mit Solarwasserstoff

Besucher der Weltausstellung „Expo 2020“, die wegen der Corona-Krise verschoben werden musste und jetzt vom 1. Oktober 2021 bis 31. März 2022 in den Vereinigten Arabischen Emiraten (VAE) stattfinden soll, werden mit Elektrofahrzeugen transportiert, die ihren Strom aus Brennstoffzellen an Bord beziehen. Den dazu nötigen Wasserstoff produziert das Emirat Dubai, das zu den VAE gehört. Ende Mai ging am Solarpark „Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park“ ein Elektrolyseur in Betrieb, der pro Stunde 20,5 kg Wasserstoff erzeugt. Gebaut hat das Gerät namens Silyzer 200 der Münchner Konzern Siemens Energy im Rahmen des Projekts „Green Hydrogen“. Ende Mai wurde die Anlage eingeweiht, die eine Leistungsaufnahme von 1,25 MW hat. Die nächste Generation, Silyzer 300, wird bereits bis zu 2 t Wasserstoff pro Stunde produzieren.

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Wasserstoff für stationäre Brennstoffzellen

Den benötigten Strom bezieht das Gerät aus dem Solarpark, der derzeit eine Leistung von 800 MW hat. Im Endausbau sollen es 5 GW sein. Neben einer riesigen Zahl von Solarzellen ist auch ein Turmkraftwerk geplant. Hohlspiegel konzentrieren die Wärmestrahlen der Sonne auf den Receiver kurz unterhalb der Turmspitze und erwärmen dort ein Medium. Das gibt seine Energie an einen Wasser-Dampf-Kreislauf ab. Strom wird in einem Turbogenerator erzeugt.

Parallel zum Ausbau des Solarparks installiert Siemens weitere Elektrolyseure. Der damit erzeugte Wasserstoff soll unter anderem genutzt werden, um nachts in stationären Brennstoffzellen wieder in Strom umgewandelt werden, sodass es Solarstrom rund um die Uhr gibt. Die VAE sind wie geschaffen für die Nutzung der Solarenergie. Pro Quadratmeter und Jahr schickt die Sonne 2 150 kWh in diese Region. Zum Vergleich: In Deutschland sind es maximal 1 000 kWh.

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Flüssiges Salz als Stromspeicher

Bisher wird Solarstrom, der von Solarzellen produziert wird, nur in kleinen Mengen gespeichert – Batterien sind teuer. Wird er in Turmkraftwerken und Anlagen mit Parabolspiegeln erzeugt, dient als Wärmespeicher meist flüssiges Salz. Dazu sind gigantische Behälter nötig. Nachts oder bei bedecktem Himmel wird die Energie an einen Wasser-Dampf-Kreislauf abgegeben. Da das Salz mit allenfalls 400 °C ein relativ niedriges Temperaturniveau aufweist ist der erzeugte Dampf von weit geringerer Qualität als der in fossilen Kraftwerken. Das bedeutet, dass Turbogeneratoren von der Stange nicht eingesetzt werden können. Und Spezialanfertigungen sind teuer. Wasserstoff kann dagegen komprimiert werden, sodass sein Volumen weitaus kleiner ist als das von Salz. Das Gas wird in Brennstoffzellen in Strom umgewandelt, die einen Wirkungsgrad von weit mehr als 60 % haben.

Test einer kompletten Wasserstoffwirtschaft

Begleitet von zahlreichen Forschungsinstitutionen soll in Dubai die komplette Wasserstoffwirtschaft erprobt werden, von der Erzeugung des Gases über seine Nutzung in den verschiedenen Bereichen. Neben der Rückverstromung und der Herstellung von Strom für mobile Anwendungen ist auch die Herstellung von synthetischen Kraftstoffen und der Einsatz des Gases in der Industrie geplant, vor allem in der Chemie. Wasserstoff kann in Hochdruckbehältern oder in Kryotanks sogar über größere Entfernungen transportiert werden.

Bis 2050 sind 75 Prozent Ökostrom geplant

Dubai will im Rahmen seiner „Clean Energy Strategy“ bis 2050 rund 75 % seines Strombedarfs aus sauberen Energiequellen decken und plant, „ein globales Zentrum für saubere Energie und grüne Wirtschaft“ zu werden. Die dafür vorgesehenen Investitionen in Höhe von 600 Mrd. VAE-Dirham (rund 134 Mrd. €) sollen ein nachhaltiges Wirtschaftswachstum gewährleisten, die Effizienz des Energieverbrauchs von Privatpersonen und Organisationen um 40 % steigern und Einsparungen von 700 Mrd. VAE-Dirham erzielen.