USA: Initiative zur Wasserstoffproduktion aus Kernkraftwerk Davis-Besse

Die Great Lakes Clean Hydrogen Coalition hat zum Ziel, den Mittleren Westen der USA in ein «Zentrum für kohlenstoffarme Brennstoffproduktion» zu verwandeln. Die Koalition will die Kernenergie des Kernkraftwerks Davis-Besse von Energy Harbor nutzen, um durch Elektrolyse kohlenstofffreien Wasserstoff zu erzeugen. Davis-Besse (PWR, 894 MW) befindet sich in Oak Harbor in Ohio und ist seit 1978 in Betrieb.

Die Koalition erklärte, die Konzentration auf die Produktion von sauberem Wasserstoff durch Elektrolyse umgehe die Herausforderung der Abscheidung und Bindung von Kohlendioxid. Letzteres wird bei der Gewinnung von «blauem Wasserstoff» aus Erdgas oder Biogas gemacht. Kernreaktoren können sauberen Wasserstoff durch Aufspaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff erzeugen. Derzeit werden Methoden zur Nutzung der Kernenergie für die Herstellung von Wasserstoff aus Wasser durch Elektrolyse, thermochemische und hybride Verfahren erforscht.

Im Oktober 2021 hatten Energy Harbor und das DOE die Entwicklung eines Demonstrationsprojekts zur Wasserstofferzeugung in Davis-Besse in Zusammenarbeit mit dem Idaho National Laboratory (INL), Xcel Energy und Arizona Public Service vereinbart. Die Anlage wurde aufgrund ihrer Nähe zu den wichtigsten Wasserstoffverbrauchern in der Industrie und im Verkehrssektor ausgewählt.

Das DOE kündigte ausserdem eine Finanzierung in Höhe von USD 20 Mio. an, um eine Technologie zu demonstrieren, mit der sauberer Wasserstoff aus dem Kernkraftwerk Palo Verde, das der Arizona Public Service Company in Phoenix gehört und von ihr betrieben wird, hergestellt werden kann.

Viele glauben, dass die Kernkraft das Potenzial hat, Wasserstoff auf saubere und zuverlässige Weise zu produzieren. Wasserstoff gilt als wichtiger Weg, um die Dekarbonisierung voranzutreiben – auch in schwer abbaubaren Sektoren wie der Industrie. In der Stromerzeugung ist Wasserstoff eine der führenden Optionen für die Speicherung erneuerbarer Energien, und Wasserstoff kann in Gasturbinen eingesetzt werden, um die Flexibilität des Stromsystems zu erhöhen.

Demonstrationsprojekte auf der ganzen Welt im Gange
Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) beläuft sich die jährliche weltweite Wasserstoffproduktion auf etwa 70 Millionen Tonnen. Und laut DOE könnte eine einzige 1000-MW-Kernkraftwerkseinheit jährlich mehr als 200’000 Tonnen Wasserstoff erzeugen. Zehn Einheiten könnten somit jährlich etwa zwei Millionen Tonnen oder ein Fünftel des derzeit in den USA verwendeten Wasserstoffs erzeugen.

Gemäss IEA gibt es etwa zwölf Wasserstoff-Demonstrationsprojekte mit einer kombinierten Elektrolyseur-Kapazität von 250 MW, welche die Nutzung der Kernenergie für die Wasserstofferzeugung untersuchen. Diese Projekte befinden sich in China, Grossbritannien, Kanada, Russland und den USA, aber laut IEA werden nicht alle realisiert werden.