Wie lassen sich erneuerbare Energieüberschüsse aus dem Sommer langfristig speichern und im Winter nutzen? Während Wasserstoff als Hoffnungsträger gilt, könnte Eisen eine entscheidende Lücke füllen – das zeigt das neue E+E Insight Paper (wird in neuem Tab geöffnet) vom Forschungsfeld Energy and Environment der TU Darmstadt.

Das Konzept ist ebenso einfach wie genial: Eisenpulver wird verbrannt, wobei Energie in Form von Hitze freigesetzt wird – ohne CO₂-Emissionen. Es entsteht Eisenoxid, das mithilfe von grünem Wasserstoff oder Elektrolyse wieder in Eisen zurückverwandelt werden kann. Dieser Kreislauf lässt sich beliebig oft durchlaufen und ermöglicht eine langfristige Energiespeicherung, die im Gegensatz zu Batterien keine Selbstentladung kennt.

Eisenpulver könnte die Wasserstofftechnologie gezielt ergänzen, vor allem in Bereichen, in denen die Infrastruktur für Wasserstoff noch nicht ausgebaut ist. Im Paper wird klar, dass Eisen kein Ersatz, sondern eine sinnvolle Erweiterung der Wasserstofftechnologie darstellt. Während Wasserstoff für die chemische Industrie und die Langstreckenmobilität geeignet ist, bietet Eisen Vorteile für dezentrale Anwendungen und Regionen ohne Wasserstoffinfrastruktur. Eisenpulver kann bei Raumtemperatur gelagert und mit bestehenden Logistiksystemen transportiert werden – eine kostengünstige Lösung für die „letzte Meile“.

Das E+E Insight Paper skizziert ein Szenario, in dem überschüssiger Solarstrom aus Südeuropa oder Windenergie aus Nordeuropa genutzt wird, um Eisenoxid in Eisen umzuwandeln. Dieses Eisenpulver könnte dann per Schiff, Bahn oder LKW nach Mitteleuropa transportiert und dort zur Wärme- und Stromerzeugung verwendet werden.

Dieses Modell eröffnet neue Energiepartnerschaften: Regionen mit hohem Potenzial für erneuerbare Energien könnten Eisenbrennstoff exportieren und so wirtschaftliche Wertschöpfung erzielen, während Europa seine Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen reduziert.

An der TU Darmstadt wird das Konzept bereits in Pilotprojekten getestet. Eine erste Demonstrationsanlage des E+E Profilthemas Carbon-Neutral Circles soll zeigen, dass Eisen als saisonaler Energiespeicher funktioniert und auch im industriellen Maßstab eingesetzt werden kann. Das Ziel: bestehende Kohlekraftwerke zu Eisenkraftwerken umzurüsten, ohne teure Infrastrukturanpassungen.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Forschungsfeld E+E verfolgen mit dieser Technologie eine Vision: ein Energiemarkt, in dem grüne Powerfuels wie Wasserstoff und Eisen gemeinsam fossile Energieträger ersetzen und zeigen damit, dass die Vision einer klimaneutralen Energiezukunft durchdacht, vernetzt und konsequent umgesetzt werden kann.