Solaranlagen produzieren vor allem im Sommer Strom, wenn der Bedarf gar nicht so gross ist. Gut wäre es deshalb, die überschüssige Energie für den Winter zu speichern. Eine Möglichkeit dafür bietet sich mit Wasserstoff an.
Seit zehn Jahren entwickelt das Unternehmen HPS Home Power Solutions AG aus Berlin praxistaugliche Wasserstoff-Speicher für den Privat- und vor allem den Geschäftsbereich. «Wir haben es tatsächlich weltweit als erste Firma geschafft, einen Speicher zu bauen, den ich 365 Tage im Jahr nutzen kann», sagt Peter Sanczel* stolz. Physikalisch funktioniert es so: Wasser wird mit Strom mittels Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Der Wasserstoff wird unter Druck gelagert und bei Bedarf über eine Brennstoffzelle zu Strom zurückverwandelt. «Auf gleicher Fläche erreichen wir so mit Wasserstoff ungefähr die hundertfache Speicherkapazität, zu zehnfach geringeren Investitionskosten als mit herkömmlichen Akkus», erklärte Sanczel.
Wasserstoff für den Winter speichern
HPS verbaut die ganze Apparatur in einer «handlichen» Energiezentrale. Dies besteht aus dem Elektrolyseur, der Brennstoffzelle, einem Lüftungsmodul sowie einer Lithium-Eisenphosphat Batterie mit 25 kWh Kapazität als Kurzzeitspeicher. Das Ganze ist 1.74 m hoch, 1.46 m breit und wiegt 700 Kilogramm. Der Wasserstoff fliesst ausserhalb des Gebäudes in eine 800 Liter Wasserstoffspeichereinheit mit einem integrierten Kompressor und einer Kapazität von 300 kWh. Der nicht gleich vor Ort nutzbare Solarstrom füllt zuerst die herkömmliche Batterie für die Verwendung an schlechten Tagen und in der Nacht. «Im Sommer brauche ich deshalb keinen Wasserstoff für die Stromproduktion», erklärt Peter Sanczel. Diesen produziert der Elektrolyseur mit dem überschüssig anfallenden Solarstrom und speichert diesen unter einem Druck von 300 bar für den Winter.
Dank Abwärmenutzung hoher Wirkungsgrad
Energiefachleute bemängeln den tiefen Wirkungsgrad der Wasserstofftechnologie. Rund 60 Prozent der reingesteckten Energie geht in der Elektrolyse und in der Brennstoffzelle als Abwärme verloren. «Nutze ich diese, liegt der Wirkungsgrad der Gesamtanlage bei 90 Prozent», erklärte Peter Sanczel. Die Abwärme aus dem Elektrolyseur und der Brennstoffzelle fliesst deshalb bei der HPS-Lösung beispielsweise in einen Pufferspeicher, zur Erzeugung von warmem Brauchwasser oder zur Entlastung der Heizung. Noch sei die Technologie allerdings nicht so weit, dass sie gleich ein ganzes Gebäude heizen könne. Der Preis liegt bei 90’000 Euro für die Energiezentrale Picea 2 und eine Speichereinheit. Die gespeicherten 300 kWh Energie reichen allerdings in der Praxis nicht weit. Das Ganze lässt sich aber modulmässig auf bis zu fünf Einheiten und eine Kapazität von 1500 kWh erweitern, allerdings mit Zusatzkosten von 40’000 Euro.
Zu teuer für ein Einfamilienhaus
Im Einfamilienhausbereich sei das System in der Regel nicht wirtschaftlich, sagte Peter Sanczel. Deshalb fokussiere sich HPS mehr auf den gewerblich-industriellen Bereich mit hohem Energiebedarf und grösseren PV-Anlagen. Er präsentierte ein Beispiel von einer Gewerbeimmobilie mit mehreren Wohneinheiten, in der mehrere Heizzentralen im Keller stehen. «In solchen Fällen ist unsere Anlage viel schneller amortisiert.» In Deutschland laufen über 300 HPS-Anlagen mit Wasserstoffspeicherung, in der Schweiz sind es immerhin vier. Diese seien allerdings noch ältere Modelle. Der neuste Typ Picea 2 sei deutlich ausgereifter, sagte er. Und die Firma habe ausgerechnet, dass die Anlage 40 Jahre laufen sollte.
Update: HPS Home Power Solutions AG stellt Eigenverwaltungsantrag zur Unternehmenssanierung
* Der Inhalt basiert auf einem Referat von Peter Sanczel, dass dieser im Januar 2025 an einem Kundenevent von Jenni Energietechnik AG in Oberburg hielt.