Brennstoffzellen eignen sich heute zunehmend für den Ersatz von Dieselgeneratoren. Das hat nicht nur für den Klimaschutz und die Emissionsbilanz klare Vorteile, sondern auch bei Handhabung, Lautstärke und Flexibilität. Aber eignen sich Brennstoffzellen auch im Katastrophenfall?
Hochwasser- und Flutsituationen wie die im Sommer 2021 in Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz werden nach Einschätzung der Klimaforscher häufiger vorkommen. Noch ist es beinahe selbstverständlich, im Katastrophenfall klimaschädliche und laute Diesel-Generatoren einzusetzen, um die Wiederherstellung der Energie- und Mobilfunkversorgung zu ermöglichen. Aber mittelfristig muss das angesichts des wachsenden Drucks zur Emissionsreduzierung zwingend geändert werden.
Dieselpest: große Herausforderung für konventionelle Generatoren
Im Jahr 2015 traf das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik in einer Analyse für Netzersatzanlagen klare Aussagen: Fast 60 Prozent der entsprechenden Anlagen ist der der gelagerte Brennstoff nicht mehr verwendbar. Denn: Diesel der Norm DIN 590 wird laut Biokraftstoffgesetz mit sieben Prozent Fettsäuremethylester veredelt. Aber dieses Gemisch ist für einen Verbrauch innerhalb von 90 Tagen ausgelegt. Bedeutet: Der Kraftstoff ist nicht langzeitstabil, kann die entsprechenden Aggregate in vielen Fällen nicht mehr antreiben.
Brennstoffzellen könnten auch deshalb sinnvolle Alternativen sein: In Kombination mit erneuerbaren Energien und Batteriespeichern bringen sie viele Vorteile mit: Sie sind leiser, je nach Art emissions- und wartungsarm und ideal für die netzferne Stromversorgung geeignet. Und Kraftstoff wie etwa Methanol ist langzeitstabil, kann auch nach vielen Monaten Lagerung problemlos eingesetzt werden. Außerdem ist Methanol mit Gewerbeschein problemlos in Chemikalienhandlungen erhältlich.
Kleine Brennstoffzellen wie etwa der Ecoport von SIQENS nutzen Methanol, und wandeln diese chemische Energie direkt in Strom um. Ein solcher Energieerzeuger liefert je nach Konfiguration bis zu 1.500 Watt pro Modul, und kann transportable Batteriespeicher laden. Mehrere Module können parallel geschaltet werden, wodurch auch höhere Leistungen von mehreren Kilowatt erreicht werden. Die SIQENS-Brennstoffzelle nutzt den hohen Wasserstoffanteil im Methanol, um mit Wirkungsgraden von mehr als 40 Prozent Strom herzustellen.
Zusätzlich können Solarmodule für die Stromerzeugung am Tag zum Mini-Netz hinzugefügt werden. Aus der Batterie heraus können dann Anlagen im Katastrophengebiet wie etwa IT-Infrastruktur oder Basisstationen für die Mobilfunk-Versorgung kontinuierlich mit Energie versorgt werden.
Reduzierung der Treibhausgasemissionen um über 60%
Diesel-Generatoren, das ist einer der Nachteile, laufen meistens nicht am sogenannten optimalen Betriebspunkt. Dadurch verbrauchen sie teilweise viel Kraftstoff. Brennstoffzellen, die mit konstanter Dauerleistung die Pufferbatterie aufladen, hingegen benötigen deutlich weniger Kraftstoff, obwohl die Energiedichte des Diesels – aufgrund des höheren Kohlenstoffgehalts – höher ist.
Auch beim Kohlendioxid unterscheiden sich Diesel-Aggregatoren und Brennstoffzellen erheblich: Pro verbrauchtem Liter Diesel entstehen zirka 2,6 Kilogramm CO2. Bei Methanol hingegen sind es 60 Prozent weniger, sollte die Flüssigkeit fossil erzeugt worden sein. Grundsätzlich emittieren Brennstoffzellen keine Schadstoffe wie Feinstaub oder Stickoxide.
Dabei eignet sich Methanol gerade in netzfernen Anlagen besonders als Brennstoff – zwar wird der flüssige Alkohol bisher noch vor allem aus fossilen Quellen hergestellt, die Umstellung auf erneuerbares Methanol hat aber bereits begonnen. Im Vergleich etwa zu Wasserstoff ist Methanol sehr einfach handelbar, kann in kleinen Tanks oder Kanistern unkompliziert transportiert werden. Es ist gut lagerbar und etwa in Chemikalienhandlungen mit Gewerbeschein problemlos zu kaufen.
All diese Vorteile zeigen: Dieselaggregate sind zwar im Katastrophenfall und für die Versorgung kritischer Infrastrukturen heute noch der Standard, immer mehr Anwender entscheiden sich aber für die umweltfreundlichen Alternativen. Damit kritische Infrastrukturen auch in Zukunft geschützt und im Katastrophenfall rasch die lebensnotwendige Energieversorgung vorhanden ist.
Bestes Bespiel in extremen Umweltbedingungen: Der Katastrophenschutz des Landes Tirol.