Interview mit Prof. Rüdiger Eichel

Professor Rüdiger Eichel, Direktor des Instituts für Energie- und Klimaforschung IEK-9 am Forschungszentrum Jülich, erforscht mit der Elektrolyse eine entscheidende Grundlage des Kopernikus-Projekts P2X. Er ist davon überzeugt, dass Power-to-X in Zukunft in allen Bereichen des Privatlebens und der Industrie eine Rolle spielen wird.

Welche Ziele hat Ihr Projekt „P2X“?

Wir gehen in zwei Schritten vor: Zuerst müssen wir erneuerbaren Strom sinnvoll nutzen. Das können wir mit unserer Expertise in der Elektrolyse. Der zweite Schritt ist die Katalyse, der Schwerpunkt der RWTH Aachen. Mit diesem Zusammenkommen der Verfahren wandeln wir den Strom um in verschiedene Formen von Energiespeichern und wertvollen Grundstoffen. Unser Projekt bietet somit komplette nachhaltige Wertschöpfungsketten von regenerativen Ressourcen bis hin zu definierten Produkten, im Besonderen wichtige Grundchemikalien und vielfältige synthetische Kraftstoffe.

Woran forschen Sie ganz konkret?

Wir arbeiten zunächst in sechs Forschungsclustern, drei für die Elektrolyse und drei für die Katalyse. Daraus hervorgehen sollen die vielversprechendsten Möglichkeiten, wie wir die Forschungsergebnisse später auch nutzen können. In den weiteren zwei Phasen müssen wir deshalb die Ergebnisse aus den ersten drei Projektjahren kondensieren und uns auf Grundlage einer Evaluation auf schlussendlich drei große Technologiestränge konzentrieren. Die ersten drei Jahre entscheiden also darüber, wo wir unsere Schwerpunkte setzen. Es geht uns darum, ein multidimensionales Problem zu lösen – deswegen sind auch die Institute, die Systemanalyse betreiben, besonders wichtige Partner für uns. Wir müssen uns immer fragen: Wie können wir unsere klar definierten Meilensteine erreichen? Und was ist ökonomisch sinnvoll?

In welchem der drei Bereiche Energie, Transport und Chemie steckt das größte Anwendungspotenzial?

Das ist jetzt schwierig vorherzusagen. Wenn wir CO2 aus Industrieabgasen nutzen und daraus synthetische Kraftstoffe herstellen, wäre das eine Zwischenstation auf dem Weg zur CO2-Neutralität. Die gesamte Infrastruktur des Tankstellennetzes ließe sich dafür nutzen. Würden wir reinen Wasserstoff herstellen wollen als chemischen Energieträger, müssten wir eine neue Infrastruktur bereitstellen, um alle 20 Kilometer eine Wasserstofftankstelle zu bauen. Dann müsste aber auch die Gesellschaft bereit sein, die Kosten dafür zu tragen – und ihre Mobilität entsprechend darauf einzustellen.
Eine große Chance sehe ich für die chemische Industrie darin, mit den Grundstoffen Wasserstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff, die gesamte Palette der Grundchemikalien herzustellen. Power-to-X wird in Zukunft in allen Bereichen des Privatlebens und der Industrie eine Rolle spielen – auch wenn das Konzept bisher nur wenigen Menschen bekannt ist.

Wo liegen die größten Herausforderungen für Power-to-X?

Die gemeinsame Sprache, die wir entwickeln müssen, damit wir nicht aneinander vorbei reden oder forschen ist essentiell. Wenn wir im Labor-Jargon miteinander sprechen, auch in Abkürzungen, wissen wir, was der andere meint. Wenn wir nun jedoch so viele verschiedene Player an einem Tisch versammeln, müssen wir sicherstellen, dass alle 63 Partner verstehen, worüber der andere geredet hat. Deshalb geht es nun in erster Linie darum, stark zu hinterfragen, ob wir alle auf demselben Stand der Informationen sind. Von den technologischen Möglichkeiten, die wir anbieten, sind wir überzeugt. Die Energiewende ist ein komplexes und weitreichendes Thema. Erfolge erzielen wird nur, wenn Politik, Gesellschaft, Industrie und Wissenschaft eng zusammenarbeiten – und wenn wir über diese gemeinsame Sprache und unser Wirken Nahtstellen und starke Verbindungen generieren.

Wie wird die Gesellschaft mit eingebunden?

In der Helmholtz-Gemeinschaft sind wir es gewohnt kooperativ und in großen Gruppen zu arbeiten. Bei den Kopernikus-Projekten arbeiten neben Forschern und Wirtschaftsvertretern von Anfang an viele zivilgesellschaftliche Organisationen mit. Bei „P2X“ sind das Wuppertal Institut und das Öko-Institut, der BUND und der WWF dabei. Das ist wichtig für uns, denn jede Technologie, die wir neu entwickeln, setzt sich nur durch, wenn wir die Gesellschaft mitnehmen. Das ist Neuland für uns.

Inwiefern beeinflusst die Förderdauer Ihre Forschungsarbeit?

Normalerweise werden unsere Forschungsprojekte für drei Jahre gefördert. Der lange Förderzeitraum von zehn Jahren ist eine Riesenchance für uns – denn das ist der Zeitraum, den Technologien normalerweise von der Grundlagenforschung bis zur Marktreife mindestens benötigen. Gleichzeitig bringt die lange Förderung auch eine mindestens ebenso große Verantwortung mit sich.

Wie stellen Sie sich das Ergebnis Ihres Projekts vor?

Bis 2050 wollen wir eine CO2-neutrale, besser noch eine CO2-freie Industrie und arbeiten auf das Ziel hin, rund 80 Prozent erneuerbaren Strom zu produzieren. Das sind die politischen Ziele. Deshalb gilt es, den Ausstoß von Kohlendioxid entweder ganz zu verhindern oder aber daraus eine Wertschöpfung zu generieren. Beides kann man mit Power-to-X erreichen. Bei den erneuerbaren Energien gibt es eine große Menge fluktuierende Erzeugung und ebenso einen stark schwankenden Verbrauch. Ohne sinnvolle Zwischenspeicherung wird es in den zwei bis drei Monaten pro Jahr, in denen weder der Wind weht noch die Sonne scheint, schwierig – gerade für uns als produzierende Nation. Mit Batteriespeichern lässt sich diese Phase nicht abpuffern. Deshalb müssen wir auf chemische Energieträger setzen – die können wir mit der Power-to-X-Technologie entwickeln.

Warum machen Sie bei den Kopernikus-Projekten mit?

Der Anspruch der Kopernikus-Projekte ist der Zusammenschluss von Forschung, Wirtschaft und Gesellschaft, um die Energiewende in die Tat umzusetzen. Weil wir als Forscher wussten, dass die Energiewende nur durch eine starke Verzahnung mit der Industrie geschultert werden kann, haben wir uns als dritten starken Partner die Dechema gesucht, die Gesellschaft für chemische Technik und Biotechnologie. Sie ist bestens vernetzt in der Wirtschaft und erlaubt uns so die niederschwellige Kontaktaufnahme in alle für uns wichtigen Bereiche. Gemeinsam mit der RWTH Aachen decken wir so ideal die Gebiete der Elektrolyse- und Katalyseforschung mit weitreichender Einbindung der Industrie und Gesellschaft ab.

Welchen Beitrag leistet Ihr Kopernikus-Projekt zum Erfolg der Energiewende?

Die Energiewende erfordert ein grundlegendes Umdenken und Umschichten der Ressourcen. Wir müssen die Gesellschaft mitnehmen – und auch andere Industriezweige in unsere Planung mit einbeziehen. International nimmt Deutschland bei der Energieforschung eine Vorreiterrolle ein – aber darauf dürfen wir uns nicht ausruhen. Die Elektrolyse, an der wir federführend arbeiten, ist eine Technologie, die es schon lange gibt – die aber entwickelt wurde für den Strichbetrieb, also für eine konstante Last. Bei der Energiewende erwartet uns genau das Gegenteil – starke Schwankungen im Betrieb – so dass wir von einem kompletten Redesign der Anlagen ausgehen müssen. Wir können heute nicht versprechen, dass uns das ökonomisch sinnvoll gelingt. Deutschland ist das große Forschungslabor der Energiewende schlechthin – ich möchte, dass wir diejenigen sind, denen es gelingt, den Maschinenbau und die Elektrotechnik auf erneuerbaren Strom umzustellen.

Interview mit Prof. Walter Leitner