ZUKUNFT? HAT WASSERSTOFF - KLIMAFONDS DOSSIER WASSERSTOFF - Klima- und Energiefonds
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KLIMAFONDS
DOSSIER
WASSERSTOFF
HAT
WASSERSTOFF
ZUKUNFT?
Wasserstoff kann Elektromotoren antreiben, Energie
KTE,
PROJE N &
TÄTE
AKTIVI
AHMEN
speichern und Häuser heizen. Laut ExpertInnen hat das
Multitalent aber sogar das Potenzial, entscheidend zur M A SS N
Energiewende beizutragen. Eine Bestandsaufnahme.
VOLLE KRAFT VORAUS! „ES MUSS JETZT ETWAS PASSIEREN!“
Die technische Weiterentwicklung macht nun erstmals den Wasserstoff-Experte Manfred Klell im großen
Einsatz von Wasserstoff auch in größerem Maßstab möglich. Interview: „Die Politik muss das Jahrhundertthema
Energiewende endlich aktiv angreifen!“
INHALT
THEMA
04 Ob in der Kraft-Wärme-Kopplung, im Verkehrsbereich
oder im Industriesektor: Das Multitalent Hydrogen (H)
könnte in Zukunft weite Teile unseres Verkehrs und der
Industrie entkarbonisieren und uns damit den Klima-
schutzzielen deutlich näher bringen.
ZAHLEN. DATEN. FAKTEN.
08 Kompakt zusammengefasst: Neues, Spannendes und
Überraschendes aus der Welt des Wasserstoffs.
INTERVIEW
10 Der Wasserstoff-Experte Manfred Klell im Gespräch:
„Wasserstoff kann bei einer nachhaltigen Energiewende
definitiv eine Hauptrolle spielen!“
ROUND TABLE
12
Der Klima- und Energiefonds und die ASFINAG luden
namhafte Fachleute zu einer Diskussion über zukünftige
Einsatzmöglichkeiten und Potenziale von Wasserstoff.
KLIMA- UND ENERGIEFONDS HANDELT
14 ktivitäten, Projekte & Maßnahmen als kompakte
A
Übersicht: von ERBA II über HySnow bis Underground
Sun Conversion.
Bei den Beiträgen dieser Publikation handelt es sich um einen
Auszug und gekürzte Fassungen des Online-Dossiers „Wasserstoff“
des Klima- und Energiefonds. Die Langversionen der Texte und alle
weiteren Artikel werden auf www.klimafonds.gv.at/dossier/wasser-
stoff-dossier laufend aktualisiert und mit neuen interessanten
Beiträgen ergänzt.
2 KLIMAFONDS DOSSIER WASSERSTOFF
JAHRHUNDERTPROJEKT
ENERGIEWENDE:
WASSERSTOFF
ANTE PORTAS
Langfristiges Speichern von Energie und
klimaverträgliche Energieträger mit hoher
DI Theresia Vogel,
Energiedichte sind für ein Gelingen der Ener- Geschäftsführerin
giewende von entscheidender Bedeutung. Klima- und Energiefonds
M
it der Klima- und Energiestrategie Die Forschung zur Umsetzung bringen
#mission2030 hat die Bundes- Zwar sind heute schon viele Speichertechnolo-
regierung ein klares Ziel für das gien technisch ausgereift, meist jedoch handelt
nächste Jahrzehnt formuliert: eine es sich um die kurzfristige Speicherung. Andere
CO2-Emissionsreduktion von 36 Prozent (ggü. in der Entwicklung befindliche Technologien
2005) als wichtigen Meilenstein in Richtung einer versprechen aber noch größere Potenziale – und
fossilfreien Zukunft. Um dieses ambitionierte dazu zählt auch der Wasserstoff, der als Energie-
Ziel tatsächlich erreichen zu können, braucht es träger in der Industrie bereits breite Anwendung
radikale technische Innovationen und viele kluge findet. Verstärkt geht es nun aber darum, von der
Umsetzungsstrategien. Den Mobilitätssektor Grundlagenforschung zur Umsetzung einer wei-
muss man dabei ebenso mitberücksichtigen wie tergehenden „Wasserstoffwelt“ zu gelangen und
die Industrie bis hin zur CO2-Einsparung in Städ- Wasserstoffanwendungen für den Mobilitätssek-
ten und in der Landwirtschaft. Nur wenn man tor und die Industrie zu entwickeln. In Projekten
sich ganzheitlich und intensiv diesem Vorhaben wie WIVA P&G geht es darum, die Ergebnisse
annimmt, werden die Bemühungen letztlich von aus der Forschung in die Umsetzung zu bringen
Erfolg gekrönt sein. und das Thema ganzheitlich zu unterstützen:
Von der Forschung in den Markt, von der Idee bis
Energie-Speicherung als Kriterium zum Recycling, von der Energieaufbringung bis
Getreu dieser Devise unterstützt der Kli- zur Energieverwendung. Ziel muss es sein, auf
ma- und Energiefonds das Vorankommen auf vielfältigsten Ebenen einen wichtigen Beitrag zur
diesem Weg seit vielen Jahren erfolgreich mit Beschleunigung der Energiewende zu leisten und
zahlreichen Projekten, Förderungen und Initi- dabei österreichische Unternehmen als Innovati-
ativen. Dabei hat sich gezeigt: Eine entschei- onstreiber auf dem Weltmarkt zu positionieren.
dende Herausforderung für ein Gelingen der
Energiewende ist die Speicherung von Energie. Das Dossier als Informationsquelle
Wenn es gelingt, erneuerbare, nachhaltig er- Mit dem vorliegenden Dossier wollen wir einen
zeugte Energie über längere Zeiträume hinweg wichtigen Beitrag dazu leisten. Die gesammelten
vorzuhalten und damit umfassend nutzbar zu Beiträge sollen informieren, Hintergrundwissen
machen, ist eine nachhaltige Dekarbonisierung vermitteln, aber auch zur Diskussion anstoßen.
realistisch. Nur so wird die zeitliche Entkop- Sie sollen außerdem zeigen, dass der Klima- und
pelung von Erzeugung und Verbrauch möglich Energiefonds nicht nur jetzt ein wichtiger Part-
und nur so können saisonale oder tagesbeding- ner für Innovation und Wasserstoff ist, sondern
te Überschüsse zu einem späteren Zeitpunkt ganz sicher auch in den kommenden Jahren. In
verwendet werden. diesem Sinne wünsche ich viel Spaß beim Lesen!
KLIMAFONDS DOSSIER WASSERSTOFF 3
THEMA
WASSERSTOFF: DER
FOTO: FOTOLIA
GRÜNE SCHLÜSSEL
ZUR ENERGIE-
WENDE
Das farb- und geruchlose Element ist
unsichtbar und trotzdem fast überall
vorhanden. Es drängt sich nicht auf,
hält sich stets im Hintergrund, und
dennoch gilt Wasserstoff als
wichtiger Baustein einer
nachhaltigen Energie-
zukunft.
N
ichtgelingen ist noch nie ein Grund mehrere Anläufe. Ähnlich ist es beim Thema
gewesen, etwas aufzugeben. Das Wasserstoff, der zum entscheidenden Puzzleteil
beweisen etwa viele abenteuerliche bei der Mammutaufgabe Energiewende werden
Expeditionen in den vergangenen könnte, in den vergangenen eineinhalb Jahr-
Jahrhunderten. Kaum war ein Schrott-Kutter hunderten sein unbestritten großes Potenzial
samt Besatzung im Packeis zerquetscht, sind aber nie ganz einlösen konnte.
drei neue Expeditionen losgezogen. Im Dschun-
gel Südamerikas und der Sandwüste der Sahara Houston, wir haben ein Problem!
ging nicht nur eine Erkundungsmission verloren Dabei ist das molekulare Gas mit der che-
und auch die Eroberung noch so unüberwindbar mischen Formel H2, das auf unserer Erde im
erscheinender Gipfel erforderte nicht selten Wasser gebunden ist und damit in fast jeder
4 KLIMAFONDS DOSSIER WASSERSTOFF
THEMA
organischen Verbindung steckt, ein wahres richtig gelegen? Wohl kaum, denn der deutsch-
Multitalent. Das meistverbreitetste chemische schweizerische Chemiker Christian Friedrich
Element im Universum wird etwa zur Konser- Schönbein hat bereits 1838 das Grundprinzip der
vierung von Lebensmitteln eingesetzt, als Kühl- Brennstoffzelle erdacht und damit die wichtigs-
mittel in Kraftwerken und in vielen anderen te Voraussetzung, um
Industriebereichen. Erst Wasserstoff machte
die moderne Raumfahrt möglich, davor trieb er
Wasserstoff für die
Menschheit nutzbar
„ICH BIN DAVON ÜBERZEUGT,
bereits Zeppeline an und galt als Brennstoff der zu machen. Er ließ MEINE FREUNDE, DASS DAS
Zukunft. Mit dem Absturz des Luftschiffs „Hin- bei einem Versuch WASSER DEREINST ALS
denburg“ im Jahr 1937 und der kinogewordenen Platindrähte in einer BRENNSTOFF VERWENDUNG
Havarie von Apollo 13 wurde seine chemische
Reaktionsfreudigkeit aber vielen suspekt. Dabei
Elektrolytlösung mit
Wasserstoff und Sau-
FINDET. DAS WASSER IST DIE
ist es genau diese Reaktionsfreudigkeit, die den erstoff umspülen und KOHLE DER ZUKUNFT.“
Wasserstoff so wertvoll macht. Andernfalls stellte dabei Spannung JULES VERNE, 1874
könnte er nicht mithilfe einer Brennstoffzelle in zwischen den Drähten
Strom und Wärme umgewandelt werden und auf fest. Seine Erkenntnis, die heute fester Be-
diesem Weg Elektromotoren antreiben, Häuser standteil des Chemieunterrichts ist: Lässt man
heizen und Energie speichern – ganz so, wie das Wasserstoff mit Sauerstoff reagieren, erhält
Jules Verne bereits im Jahr 1874 beschrieben man Wasser und – da die Reaktion exotherm
hat. Der französische Schriftsteller legte seinem ist – als Nebenprodukt Energie. Der britische
Ingenieur Cyrus Smith im Roman „Die geheim- Chemiker Sir William Robert Grove nahm die
nisvolle Insel“ eine kurze Rede in den Mund, Steilvorlage dankbar auf und entwickelte schon
über die damals wohl viele Leser milde gelächelt im Jahr danach das Grove-Element, eine erste
Variante der galvanischen Zelle, in der Energie
erzeugt werden konnte und das in der Folge im
Bereich der Telegrafie zum Einsatz kam.
Aufwendige & kostenintensive
Herstellung
Der Anfang war damit gemacht, weitere bahn-
brechende Erfindungen und Erkenntnisse ließen
aber bis zu den Zeppelinen und den Weltraum-
Plänen der NASA trotzdem jahrzehntelang auf
sich warten. Grund für die lange Wartezeit: die
aufwendige Herstellung des Gases. Wie Strom
ist Wasserstoff kein Primärenergieträger, der
einfach irgendwo abgebaut und verwendet
werden kann. Wasserstoff muss zuerst erzeugt
werden, und dafür braucht es Rohstoffe wie Erd-
haben werden: „Ich bin davon überzeugt, meine öl und Erdgas oder auch Biomasse und Wasser.
Freunde, dass das Wasser dereinst als Brenn- Es muss also Energie von außen zugeführt
stoff Verwendung findet, dass Wasserstoff und werden. Dieser Prozess (der als Power-to-Gas
Sauerstoff, seine Bestandteile, zur unerschöpf- bezeichnet wird) ist energieintensiv und teuer
lichen und bezüglich ihrer Intensität ganz und im übrigen auch entscheidend für die
ungeahnten Quelle der Wärme und des Lichts Klimabilanz des Gases: Gewinnt man Wasser-
werden. Das Wasser ist die Kohle der Zukunft.“ stoff so wie derzeit meist üblich per Dampf-
reformierung aus Erdgas, wird er als „grau“
Wasserstoff + Sauerstoff = Energie bezeichnet – bei der Produktion von einer Tonne
Hat Jules Verne mit diesen Aussagen ins Blaue Wasserstoff werden rund zehn Tonnen Kohlen-
geraten? Nur gemutmaßt und ist zufällig dioxid freigesetzt. Wird er hingegen aus Wasser
KLIMAFONDS DOSSIER WASSERSTOFF 5
THEMA
FOTO: FOTOLIA | JOZSITOEROE
Einige Hersteller haben
bereits Brennstoffzellen-
Autos in ihrem Modell-
programm, noch sind die
Fahrzeuge aber sehr teuer.
Schon bei den Apollo-
Missionen der NASA ab
1961 kamen Wasserstoff
und Brennstoffzellen zum
Einsatz.
Mit Wasserstoff betriebene
Brennstoffzellen gibt es
in allen Größen, Formen
und für unterschiedlichste
Einsatzgebiete.
mit regenerativ erzeugtem Strom abgespalten, im Forschungs- und Entwicklungsstadium wie
gilt er als „grün“. Besonders nachhaltig ist die die autotherme Reformierung, das Kværner-
Herstellung per Elektrolyse mit überschüssigem Verfahren oder die Hochdruckelektrolyse.
Ökostrom; also Strom aus Wind und Sonne, der
aufgrund des zeitlichen Auseinanderfallens von Flexibilisierung des Energiesystems
Stromproduktion und Strombedarf sonst nicht Womit wir bei einer der größten Stärken des
genützt werden könnte – dabei ist der gesamte Wasserstoffs wären: seinem Speicherpotenzial.
Produktionspfad nahezu vollständig emissi- Nur wenige Energieträger können so wie Was-
onsfrei. Ebenso emissionsfrei, aber teuer lässt serstoff in ausreichender Menge über Wochen,
sich Wasserstoff aus einer Reihe chemischer Monate und sogar Jahre hinweg bereitgehalten
Reaktionen mit Wasser gewinnen, etwa aus werden und bieten damit die Möglichkeit, sai-
der Reaktion von Alkalimetallen und Wasser. sonale oder tagesbedingte Energieüberschüsse
Weitere Herstellungsverfahren befinden sich später nutzbar zu machen. Soll die angestrebte
6 KLIMAFONDS DOSSIER WASSERSTOFF
THEMA
Dekarbonisierung der Energiewirtschaft ge- entsprechen die Reichweite und die Dauer des
lingen, also die Reduktion und Abkehr von CO2 Tankvorgangs der von Autos mit Verbren-
durch Forcierung erneuerbarer Energiequellen, nungsmotoren, ein paar größere und kleine-
braucht es neben einem Mehr an Windkraftan- re Probleme verhinderten bislang aber den
lagen und Co aber genau diese Möglichkeiten Durchbruch. Allen voran die Kosten: Wasser-
zur Flexibilisierung des Stromnetzes. Nur wenn stoffautos schlagen mit dem doppelten bis
die schwankenden und stetig wachsenden dreifachen Preis vergleichbarer Fahrzeuge zu
Strommengen aus Wind und Sonnenkraft auch Buche. Ein Problem ist zudem die Infrastruk-
über den aktuellen Bedarf hinaus verwendet tur: Von Bregenz bis zum Neusiedler See gibt es
werden können, macht ein Ausbau erneuerba- aktuell gerade einmal fünf öffentlich zugäng-
rer Energiequellen Sinn. Allerdings: Aufgrund liche Wasserstofftankstellen und der Ausbau
seiner geringen Dichte ist die Speicherung von erfolgt nur zögerlich. In welche Richtung
Wasserstoff technisch und wirtschaftlich her- die weitere Entwicklung gehen wird, ist von
ausfordernd. Die aktuell am weitesten verbrei- vielen Faktoren abhängig. Etwa von möglichen
tete Methode ist die Lagerung als komprimiertes Steueranreizen, nicht zuletzt aber auch von
Gas. Dazu wird gasförmiger Wasserstoff unter wirtschaftlichen Dynamiken in Südostasien,
hohem Energieaufwand auf Drücke von 200 bar wo Wasserstoff als Energieträger insbeson-
bis 900 bar verdichtet. Gas kann alternativ auch dere bei südkoreanischen und japanischen
flüssig gespeichert werden, aber um den Siede- Autoherstellern an Bedeutung gewinnt. Aus
punkt von minus 252,85 Grad zu erreichen sind gutem Grund: Fahrzeuge, die hohe Lasten mit
starke Kühlanlagen, gute Isolation und damit hoher Geschwindigkeit über weite Strecken
ebenfalls jede Menge Energie erforderlich. Eine transportieren, sind rein batterieelektrisch nur
weitere Möglichkeit ist die Einspeisung für die unter hohem technischen Aufwand und großen
spätere Nutzung direkt in das kilometerlange Kosten zu betreiben. Sie benötigen einen
Erdgasnetz. Zwar sind aktuell bei allen Varian- Energieträger mit höherer Energiedichte, der
ten noch viele Fragen in Bezug auf die Mach- auch schnell wieder nachgetankt werden kann.
barkeit im großen Maßstab offen, die Einsatz- Folgedessen rechnet das „Hydrogen Council“
möglichkeiten für gespeicherten Wasserstoff schon 2030 mit weltweit bis zu 15 Millionen
sind aber in jedem Fall vielfältig. So kann er Autos und 500.000 Lkw mit Wasserstoff-
als Prozessgas in der Industrie genutzt oder zu antrieb.
wertvollen Rohstoffen weiterveredelt (bei-
spielsweise zu Ammoniak für die Düngemittel- Wasser – die Kohle der Zukunft
produktion) werden. Bei niedrigem Strompreis Wasserstoff ist darüber hinaus auch in vielen
lohnt sich sogar eine nachfolgende Rückver- anderen Einsatzgebieten ein potenzieller
stromung über Gas- und Dampfkraftwerke, die Treiber für Wirtschaft, Wachstum und Be-
Versorgungssicherheit garantieren. schäftigung. So laufen längst Versuche, auch
Flugzeuge, Schiffe und sogar Züge mit Brenn-
Wasserstoff & Mobilität stoffzellenantrieb zu versehen. Mini-Was-
Eine weitere Einsatzmöglichkeit für Was- serstoffbrennstoffzellen könnten in Zukunft
serstoff ist der Mobilitätsbereich, wo er als die Batterien in Smartphones, Laptops und
Treibstoff für emissionsfreie Brennstoffzellen Digitalkameras ablösen und Mikro-KWKs
genutzt werden kann. General Motors strengte (Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung) schon bald
bereits in den 1960er-Jahren entsprechende unsere Häuser heizen, Warmwasser bereit-
Überlegungen an, in den 1990er- und 2000er- stellen und Strom erzeugen. Und damit könnte
Jahren folgten dann auch andere Hersteller. Jules Vernes Version tatsächlich Realität wer-
Heute ist die Technologie mehr oder weniger den: Der Wasserstoff im Wasser würde dann
ausgereift und es stehen erste Fahrzeuge bei als Brennstoff Verwendung finden und zu einer
den Händlern. Österreichweit sind mit Stand ganz ungeahnten Quelle der Wärme und des
Ende 2018 aber gerade einmal 23 Wasserstoff- Lichts werden. Das Wasser wäre dann tatsäch-
fahrzeuge zum Verkehr zugelassen. Zwar lich die Kohle der Zukunft. l
KLIMAFONDS DOSSIER WASSERSTOFF 7
ZAHLEN. DATEN. FAKTEN.
ZAHLEN.
1
DATEN.
FAKTEN.
Wissen kompakt: 13 Fakten
rund um das Thema
30 Millionen Tonnen Wasserstoff
Pro Tag werden weltweit
Wasserstoff.
gewonnen und als Kühlmittel in Kraftwerken
eingesetzt, bei der Verhüttung von Erzen gebraucht,
als Treib- und Packgas bei Lebensmitteln verwendet
oder bei der Herstellung von Düngemitteln
verarbeitet. 2
Die vollständige Umstellung auf erneuerbare
Energieträger in Österreich würde laut
Wasserstoff-Experte Manfred Klell rund
120 Milliarden Euro
kosten – das entspricht knapp einem Drittel des österreichischen
Bruttoinlandsprodukts (BIP). Damit wären alle Voraussetzungen
erfüllt, um Wasserstoff klimaverträglich herzustellen und die
Vorteile des molekularen Gases voll zu nützen.
3
Mikro-KWKs (Kraft-Wärme-Kopplung) Wasserstoff ist das Element mit
mit Brennstoffzelle können mithilfe von der geringsten Dichte. Während
beispielsweise Wasserstoff zur Beheizung molekularer Wasserstoff etwa
und der Bereitstellung von Warmwasser 14,4-mal so leicht wie Luft ist, wiegt
eingesetzt werden und Strom erzeugen. flüssiger Wasserstoff 70,8 Gramm
In Japan sind aktuell bereits mehr als pro Liter. Sein Schmelzpunkt liegt bei
200.000 derartige
Anlagen in Betrieb.
-259 Grad ,
der Siedepunkt bei
4 -252 Grad.
5
Das theoretische Potenzial für
Wasserstofftechnologien und -systeme
ist riesig. Laut einer Berechnung des
5.400 Petajoule
Energieinstituts Linz an der Johannes Kepler
Universität könnten im Jahr 2050 insgesamt
(1 PJ = 278 Gigawattstunden) des Endenergiebedarfs des gesamten Industriezweigs der EU durch
Wasserstoff bereitgestellt werden. Das entspricht etwa 50 Prozent des Endenergiebedarfs. Zum
Vergleich: Das Donaukraftwerk Ybbs-Persenbeug erzeugt pro Jahr rund 1.370 Gigawattstunden.
8 KLIMAFONDS DOSSIER WASSERSTOFFZAHLEN. DATEN. FAKTEN.
Wasserstoff ist das häufigste chemische Element in Der Energieinhalt von
der Sonne und den großen Gasplaneten Jupiter, Saturn, einem Kilogramm Wasserstoff
Uranus und Neptun. Insgesamt stellt Wasserstoff rund entspricht etwa dem von drei Litern
75 Prozent der Masse beziehungsweise Benzin. Genau genommen hat 9
93 Prozent aller Atome Wasserstoff einen Energieinhalt von
unseres Sonnensystems. Im gesamten Weltall wird ein 33,33 kWh/kg
und Benzin einen von
noch höherer Anteil vermutet, auf der Erde ist der Anteil Bei der Produktion einer
hingegen wesentlich geringer. Bezogen auf die Erd- 12,0 kWh/kg. Tonne Wasserstoff per
Gesamtmasse bestehen etwa 0,12 Prozent und bezogen Für eine Reichweite von 100
Dampfreformierung aus Erdgas
Kilometern benötigt man bei einem
auf die Erdkruste etwa 2,9 Prozent aus Wasserstoff. werden rund zehn Tonnen
Wasserstofffahrzeug (abhängig von
Kohlendioxid freigesetzt.
Modell und Verbrauch) 1,0 bis 1,5
Erfolgt die Herstellung per
6 7 Kilogramm Wasserstoff.
Elektrolyse mit Ökostrom, ist der
gesamte Produktionspfad nahezu
vollständig emissionsfrei.
10
Aufgrund der wenigen zur Verfügung
stehenden Modelle und der Herstellung
lediglich in Kleinserie kosten Wasser-
8 stoff-Busse und -Pkw derzeit rund
Die Statistik Austria weist
mit Stand 30. November 2018
einen Fahrzeugbestand von 4.976.298 Pkw
drei Mal
so viel wie herkömmliche Fahrzeuge mit
in Österreich aus, darunter lediglich 23 Wasserstoff- Verbrennungsmotor. Die Preise dürften
fahrzeuge. Das entspricht einem Anteil von 0,00046 in Zukunft mit steigenden Stückzahlen
Prozent am gesamten rot-weiß-roten Pkw-Bestand. allerdings sinken.
Weltweit lag der Bestand laut einer Auswertung des US-
Marktforschungsinstituts Information Trends Ende 2017
bei 6.475 Fahrzeugen.
QUELLEN
Fakt 1 Air Liquide 2 Interview
11 Derzeit gibt es österreichweit
fünf öffentlich zugängliche
Manfred Klell 3 Viessmann
4 Wikipedia 5 Dossier „Bedeu-
Wasserstofftankstellen. tung von Wasserstoff in einem
Vier dieser Standorte (jene in Wien, Graz, Asten und zukünftigen Energiesystem“
Innsbruck, der fünfte Standort ist Wiener Neudorf) des Energieinstituts Linz an der
gewinnen den Wasserstoff direkt vor Ort durch Johannes Kepler Universität &
Elektrolyse aus Wasser und grünem Strom. Verbund 6 Wikipedia 7 ÖAMTC
Wasserstoff-Auto-Test
13 8 Statistik Austria & Information
Das Hydrogen Council Trends 9 Artikel „Ohne Wasser-
12 prognostizierte in einer stoff keine Energiewende“ bei
Wasserstoff ist ein chemisches aktuellen Studie einen Boom Springer Professional
Element mit dem Symbol H und der von Fahrzeugen mit Wasserstoff- 10 Vergleich des Preises
Ordnungszahl 1 und unter Normal- antrieb. Demnach könnten eines Hyundai Nexo mit einem
bedingungen ein farbloses, geschmack- bis 2030 weltweit bis zu 15 vergleichbaren SUV-Modell wie
und geruchloses Gas. Der Kern besteht aus Millionen Pkw und 500.000 dem Hyundai Tucson,
einem Proton und einem Elektron, sein Lkw mit Wasserstoffantrieb www.hyundai.at 11 www.e-move.at
Atomgewicht beträgt 1,00794 Units. unterwegs sein. 12 www.chemie.de 13 Hydrogen
Council
KLIMAFONDS DOSSIER WASSERSTOFF 9INTERVIEW
„MAN MUSS
AUCH EINMAL DEN
UNBEQUEMEN WEG
GEHEN!“
Für Manfred Klell ist Wasserstoff das wichtigste
Werkzeug einer nachhaltigen Energiewende. Der
ehemalige Geschäftsführer des HyCentA über
Kostenfragen, „Mad Max IV Fury Road“ und
die Gelbwesten-Proteste in Frankreich.
Herr Klell, Wasserstoff ist das älteste und im grünem Strom durch Elektrolyse aus Wasser.
Universum am häufigsten vorkommende Und genau auf diese Möglichkeiten muss man
Element und neben Strom der einzige emissi- setzen, wenn Wasserstoff tatsächlich zu einer
onsfreie Energieträger. Warum setzen wir also Reduktion der CO2-Emissionen und einer
immer noch auf fossile Brennstoffe? nachhaltigen Energiewende beitragen soll. Die
Sie haben recht, Wasserstoff ist die Energie- Entwicklung kann nur Hand in Hand gehen!
quelle des Universums, alle Sterne beziehen Geschieht das nicht, würde sich das Problem
ihre Energie aus seiner Fusion und Wasserstoff tatsächlich nur verschieben.
ZUR PERSON ist emissionsfrei nutzbar. Aber: Wasserstoff Wasserstoff ist umweltfreundlicher als
kommt nicht in reiner Form vor, es handelt sich fossile Brennstoffe, die Herstellung allerdings
Der 1956 in Innsbruck dabei um einen sogenannten Sekundärenergie- teurer. Ist die Wahl des Hauptenergieträgers
geborene Manfred Klell gilt träger, den wir erst unter Einsatz von Primär- der Zukunft letztlich eine Kostenfrage?
als einer der wichtigsten energie erzeugen müssen – und das ist teuer. Die Industrie macht das, was ihr am meis-
Wasserstoff-Experten Zudem ist Wasserstoff gasförmig und damit ten Geld bringt, und der Konsument kauft die
Österreichs und war von 2005 komplizierter zu handhaben, zu transportieren Produkte, die am günstigsten sind. Klar spielt
bis Ende 2018 Geschäftsführer und zu lagern als fossile Energieträger. bei dem einen oder anderen auch das grüne Ge-
und wissenschaftlicher Leiter Die Technologien wären aber prinzipiell wissen eine Rolle, die große Masse ist das aber
der HyCentA Research GmbH, verfügbar? nicht. Daher ja, es ist eine Kostenfrage: Wie fast
des ersten österreichischen Ja, die sind einsatzbereit. Natürlich gibt es überall im Leben geht es auch beim Wasserstoff
Forschungszentrums für technisch noch Optimierungspotenzial, aber ums liebe Geld. Es wäre daher die Politik gefor-
Wasserstoff an der TU Graz. das gibt es auch beim Verbrennungsmotor. Das dert, die Technologieverlagerung aktiv anzu-
Mit Jahresende 2018 beendete größte Problem stellen aktuell die im Vergleich gehen, der Klimawandel ist schon jetzt kaum
er auch seine Tätigkeit als zu fossilen Energieträgern höheren Kosten dar. mehr aufzuhalten. Mit Geboten und Verboten
Professor für Angewandte Für die Umwelt wäre Wasserstoff natürlich die sowie CO2-Steuern ließe sich viel in die richtige
Thermodynamik an viel bessere Lösung. Richtung lenken.
der TU Graz. Aber verschiebt man das Problem damit Wie die Gelbwesten-Proteste in Frankreich
nicht nur? Zur Produktion von Wasserstoff zeigten, werden von der Bevölkerung ent-
braucht es doch auch fossile Energieträger. sprechende Schritte der Politik nicht immer
Bislang wird Wasserstoff meist aus Erdgas begrüßt. Die Pläne zur Einführung einer Öko-
erzeugt, aber es gibt auch emissionsfreie Mög- steuer auf Treibstoff wurden dort rasch wieder
lichkeiten mithilfe von Wind, Sonne und mit zurückgenommen.
10 KLIMAFONDS DOSSIER WASSERSTOFFINTERVIEW
Die Situation in Frankreich offenbart das ganze … um nicht Marktanteile zu verlieren?
Dilemma: Die Politik verschließt sich dem Genau. Spätestens dann wäre auch die Poli-
Thema vielfach und traut sich nicht, es aktiv tik gezwungen, sich verstärkt dem Thema zu
anzugreifen. Tut sie es doch, dann hagelt es widmen, denn dann geht es um den Verlust von
massive Proteste. Aus Angst vor dem Verlust Arbeitsplätzen und Wirtschaftskraft.
von Wählerstimmen wird das Thema daher erst Wie kann dem Wasserstoff sonst zum
gar nicht aufs Tableau gebracht. Dieses Henne- Durchbruch verholfen werden? Muss der Kli-
Ei-Problem ist nur schwer zu lösen. mawandel weiter voranschreiten, bevor man
Zurück zur Kostenfrage: Wie viel Geld wäre sich konkret nach Alternativen zu Öl und Gas
notwendig, um Wasserstoff in Österreich zum umsieht?
Durchbruch zu verhelfen? Ich sehe aktuell leider keine andere Möglichkeit.
Wir haben errechnet, dass wir mit rund 120 Wenn sogar der US-Präsident den Klimawandel
Milliarden Euro vollständig auf erneuerbare leugnet, dann ist das ein haarsträubendes Spiel
Energieträger umstellen könnten. Das ist zwar mit dem Feuer, das uns noch viele Probleme
viel Geld, relativiert sich aber angesichts der bescheren und viel Geld kosten wird. Und zwar
Milliardengewinne vieler Autohersteller und ein Vielfaches von den aktuell notwendigen 120
Erdölkonzerne. Eine Verlagerung anzustrengen Milliarden Euro zur vollständigen Umstellung
ist schwierig, aber unbedingt notwendig. Aktu- auf erneuerbare Energieträger. Es mag fiktional
elle Konzepte und Überlegungen sind leider sehr klingen, aber wir steuern geradewegs auf eine
zahnlos, die freie Marktwirtschaft hat dahinge- Zukunft zu, wie sie
hend überhaupt versagt. etwa in „Mad Max IV „DIE POLITIK WÄRE GEFOR-
Könnte das Thema Wasserstoff nicht auch Fury Road“ zu sehen DERT, DIE TECHNOLOGIEVER-
für Unternehmen eine Geschäftschance dar- ist. Es muss etwas
LAGERUNG AKTIV ANZUGE-
stellen? passieren, sonst pas-
Natürlich, und dahingehend gibt es auch Bemü- siert etwas – und zwar
HEN – DER KLIMAWANDEL
hungen und Leuchtturmprojekte. Da Öl und Gas schnell. IST SCHON JETZT KAUM
aber mehr Profit versprechen, sind es aktuell Welche Rolle MEHR AUFZUHALTEN.“
vor allem Kleinunternehmen und Start-ups, die könnte Wasserstoff
in diesem Bereich aktiv sind und leider schnell bei einer nachhaltigen Energiewende spielen?
an ihre Grenzen stoßen. Es fehlt ihnen an Definitiv eine Hauptrolle! Mit Wasserstoff und
Durchhaltevermögen und Ressourcen, um ihren Strom gibt es nur zwei Energieträger, die emis-
Weg über Jahre hinweg verfolgen zu können. sionsfrei sind – wenn sie grün erzeugt werden.
Gibt es Länder, in denen das Thema Was- Aber dazu muss man Geld in die Hand nehmen
serstoff schon weiter ist als in Österreich? und auch einmal den unbequemen Weg gehen
Die nordeuropäischen Länder sind definitiv ak- – und zu beidem ist man aktuell aus meiner
tiver, dort sind auch die meisten Brennstoffzel- Beobachtung heraus nicht bereit.
lenfahrzeuge zugelassen. Norwegen hat gezeigt, Noch nicht. l
dass durch Steuern auf Diesel und Benzin An-
triebsalternativen wie Elektrofahrzeuge attraktiv Fossile Energieträger
gemacht werden können. Zum großen Wasser- sind endlich, sie zerstören
Klima und Umwelt. Die Zu-
stoff-Vorbild taugen aber auch die Bemühungen kunft gehört erneuerbaren
dort noch nicht und auch anderswo sind sie Energiequellen.
aktuell vor allem Stückwerk. Große Hoffnungen
setze ich derzeit in die asiatischen Automobil-
bauer, die an dem Thema intensiv dran sind und
mit ihren Wasserstofffahrzeugen nach Europa
drängen. Wenn diese Fahrzeuge ihre Alltags-
tauglichkeit beweisen und in nennenswerten
Stückzahlen verkauft werden, müsste die Kon-
kurrenz zwangsläufig nachziehen …
KLIMAFONDS DOSSIER WASSERSTOFF 11ROUND TABLE
RUNDER TISCH
Welche Rolle kann Wasserstoff in Zukunft spielen? Wie
kommen wir bei der Einführung voran? Welche Forschungs-
fragen sind noch offen? Und wie alltagstauglich ist das Thema
bereits? Auf Initiative des Klima- und Energiefonds und der
ASFINAG suchten namhafte ExpertInnen Antworten auf
diese und viele andere Fragen, diskutierten zukünftige
Einsatzmöglichkeiten und Potenziale von Wasserstoff.
Wir haben die wichtigsten Statements der Round-Table-
Teilnehmerinnen und Teilnehmer zusammengefasst.
„WIR UNTERSTÜTZEN DIE UMSTELLUNG AUF ALTERNATIVE
ANTRIEBSSYSTEME UND FORCIEREN BEIM EIGENEN ENERGIE-
VERBRAUCH ERNEUERBARE ENERGIEQUELLEN, UNTER ANDEREM
DURCH EINE UMSTELLUNG UNSERER ANLAGEN UND DES FUHR-
PARKS. DABEI SPIELT AUCH DIE WASSERSTOFFTECHNOLOGIE
EINE GROSSE ROLLE.“
ANNA HUDITZ, Head of Technical Coordination bei der ASFINAG
„WASSERSTOFF WIRD IN ZUKUNFT EINE SCHLÜSSELROLLE BEIM
AUSBAU VON STROM AUS ERNEUERBAREN ENERGIEQUELLEN
ZUKOMMEN. DERZEIT IST DIESE TECHNOLOGIE OHNE POLITISCHE
UNTERSTÜTZUNG BEI DEN RAHMENBEDINGUNGEN SOWIE ENTSPRE-
CHENDE FÖRDERUNGEN ALLERDINGS NOCH NICHT WIRTSCHAFTLICH
DARSTELLBAR.“
JOHANNA ATZMANNSTORFER, Head of Vienna Office bei der OMV
„DIE VISION IST KLAR: POSTBUS WILL SEINE BUSSE LANGFRISTIG
AUF ALTERNATIVE ANTRIEBE UMSTELLEN. DOCH: BIS DIESE VISION
VERWIRKLICHT IST, IST ES EIN LANGER WEG. MIT DEM ERSTEN TEST
EINES WASSERSTOFFBUSSES IN ÖSTERREICH HABEN WIR EINEN
GROSSEN SCHRITT GESETZT. JETZT MÜSSEN WIR GEMEINSAM MIT
UNSEREN PARTNERN DRANBLEIBEN UND DIE UMSETZUNG EINES
REGELBETRIEBS MIT WASSERSTOFFBUSSEN VORANTREIBEN.“
SILVIA KAUPA-GÖTZL, Geschäftsführerin der ÖBB-Postbus GmbH
„GRÜNER WASSERSTOFF WEIST EIN GROSSES POTENZIAL BEI DER
IMPLEMENTIERUNG VON CO2-FREIER MOBILITÄT AUF. BESONDERS
IN DEN BEREICHEN SCHWERLASTVERKEHR UND ÖFFENTLICHER
VERKEHR, SOWOHL FÜR BUSSE ALS AUCH FÜR DERZEIT NICHT
ELEKTRIFIZIERTE BAHNLINIEN IST DER EINSATZ VON WASSER-
STOFF IN BRENNSTOFFZELLEN SEHR INTERESSANT.“
HORST STEINMÜLLER, CEO des Energieinstituts
an der Johannes Kepler Universität Linz
12 KLIMAFONDS DOSSIER WASSERSTOFFROUND TABLE
„WENN WASSERSTOFF IN GROSSEM MASSSTAB ZUR VERFÜGUNG
STEHT, DANN WIRD DIESER FÜR STATIONÄRE UND MOBILE AN-
WENDUNGEN IN VERSCHIEDENER ART GENUTZT WERDEN. DAFÜR
ERFORSCHEN UND ENTWICKELN WIR BEI AVL HOCHEFFIZIENTE
ELEKTROLYSEVERFAHREN, STATIONÄRE UND MOBILE BRENNSTOFF-
ZELLENSYSTEME SOWIE SIMULATIONS-, MESS- UND PRÜFTECHNIK
FÜR DIE ENTWICKLUNG DIESER TECHNOLOGIEN.“
PETER PRENNINGER, Corporate Research Coordination bei AVL
„WIR WOLLEN BIS 2030 UNSEREN GESAMTEN FUHRPARK VON AKTU-
ELL 160 LKW ALTERNATIV ANTREIBEN. AUF LANGSTRECKEN UND IM
FERNVERKEHR WERDEN DABEI AUFGRUND DER REICHWEITEN MIT
WASSERSTOFF BETRIEBENE LKW ZUM EINSATZ KOMMEN.“
HERMINE RESCH, Geschäftsführerin der Spedition Herbert Temmel GmbH
„BESONDERS INTERESSANT WIRD WASSERSTOFF IN DER MOBILITÄT
INSBESONDERE IM BEREICH VON SCHWEREN NUTZFAHRZEUGEN
UND BUSSEN, DER LANDWIRTSCHAFT ODER BEISPIELSWEISE DER
SCHIFFFAHRT SEIN. GERADE DIE SEKTORENINTEGRATION VON BEI-
SPIELSWEISE DER STROMWIRTSCHAFT, DER INDUSTRIE UND DER
MOBILITÄT KANN MITHILFE VON ERNEUERBAREM WASSERSTOFF
DAZU BEITRAGEN, DIE VERSORGUNGSSICHERHEIT AUCH IN EINEM
VOLLSTÄNDIG DEKARBONISIERTEN WIRTSCHAFTS- UND MOBILITÄTS-
SYSTEM ZU GEWÄHRLEISTEN.“
HANS-JÜRGEN SALMHOFER & HENRIETTE SPYRA, Stabstelle Mobilitätswende
& Dekarbonisierung im Generalsekretariat des Bundesministeriums
für Verkehr, Innovation und Technologie
„WASSERSTOFF WIRD DIE SCHLÜSSELROLLE FÜR DEN AUSBAU DER
ERNEUERBAREN STROMPRODUKTION AUS WIND, WASSER UND SON-
NE EINNEHMEN, DA ENERGIEÜBERSCHÜSSE GENUTZT SOWIE LANG-
FRISTIGE UND EFFIZIENTE ENERGIESPEICHERUNG KOSTENGÜNSTIG
ERMÖGLICHT WERDEN.“
ALEXANDER TRATTNER, CEO des HyCentA Hydrogen Center Austria
„WASSERSTOFFTECHNOLOGIEN SIND EIN WICHTIGER SCHLÜSSEL
FÜR DIE ENERGIEWENDE. AUFBRINGUNGSSEITIG WIRD ES DADURCH
MÖGLICH, VOLATILEN ERNEUERBAREN STROM LANGFRISTIG ZU
SPEICHERN. ANWENDUNGSSEITIG KÖNNEN DAMIT SOWOHL IM VER-
KEHRS- ALS AUCH IM WÄRME- UND INDUSTRIEBEREICH NEUE EIN-
SATZFELDER ERSCHLOSSEN UND DEKARBONISIERT WERDEN.“
GERNOT WÖRTHER, Projektmanager und Controller beim Klima- und Energiefonds
„IN ZUKUNFT WIRD WASSERSTOFF EINE WESENTLICHE ROLLE IN
UNTERSCHIEDLICHEN LEBENSBEREICHEN SPIELEN. GANZ VORNE
STEHT DABEI DIE SEKTORENKOPPLUNG. HIER WIRD GRÜNER WAS-
SERSTOFF ERZEUGT UND ALS ENERGIETRÄGER FÜR DIE MOBILITÄT
UND DIE INDUSTRIE GENUTZT.“
KLAUS FRONIUSR & THOMAS RÜHRLINGER, Fronius International GmbH
Langfassungen der Statements auf
KLIMAFONDS DOSSIER WASSERSTOFF www.klimafonds.gv.at/dossier/wasserstoff-dossier 13PROJEKTE
KLIMA- UND
ENERGIEFONDS Der Klima- und Energiefonds
fördert und unterstützt rund um
HANDELT
das Thema Wasserstoff zahlreiche
Projekte, Aktivitäten und Maßnah-
men. Ein Überblick.
zieren, wurde im ebenfalls vom Klima- und
Energiefonds geförderten Vorgängerprojekt
ERBA I der sogenannte „Sorption Enhan-
ced Reforming (SER) Prozess” entwickelt.
Im Rahmen des Projekts ERBA II wurde die
DIE ECKDATEN
Gesamtprozesskette von der Erzeugung des
Projektzeitraum: Wasserstoffgases bis hin zur Verwendung
04/2015–09/2017 im Hüttenwerk nun weiter erforscht. Ziel
Konsortialführer: war es, vorhandene Potenziale mittels einer
voestalpine Stahl GmbH neuartigen 100-kW-Versuchsanlage an
Förderung durch Klima- der TU Wien zu identifizieren und weiter zu
und Energiefonds: ERBA II optimieren und so wesentliche technische
rund 560.000 Euro Die Erzeugung von Roheisen verursacht Voraussetzungen für die Implementierung in
Gesamtkosten: durch die Verwendung von Kohle große Men- großen industriellen Demonstrationsanlagen
rund 850.000 Euro gen an CO2-Emissionen. Um diese zu redu- zu schaffen.
FTI-Roadmap Power-to-Gas für Österreich
Die vom Energieinstitut an der JKU Linz unter Entwicklungsschwerpunkte. Ein Fokus liegt
Einbindung führender nationaler ExpertInnen zudem auf der Einbindung des Mobilitätsbe-
erarbeitete FTI-Roadmap Power-to-Gas bein- reichs und der Erzeugung von höherwertigen
haltet eine Vision für die Technologie und das (flüssigen) Kohlenwasserstoffen wie beispiels-
System Power-to-Gas. Sie knüpft dabei an die weise Methanol auf Basis von Kohlendioxid
spezifischen Stärken Österreichs an und gibt und Wasserstoff aus elektrischer Energie
Orientierung für zukünftige Forschungs- und (Power-to-Liquids).
DIE ECKDATEN
HySnow
Das Forschungsprojekt HySnow hat den
Projektzeitraum: Einsatz von wasserstoffbetriebenen Schnee-
2017–2021 mobilen im alpinen Raum sowie den Aufbau
Konsortialführer: und Test der gesamten Wertschöpfungskette
BRP-Rotax GmbH & Co KG zum Ziel. Dazu wird im Skigebiet Hinter-
Förderung durch Klima- stoder eine Photovoltaikanlage mit 34,5
und Energiefonds: kWp direkt mit einem Hochdruck-Elektro-
2,6 Millionen Euro lysemodell gekoppelt und eine Tankinfra- zellenantrieb entwickelt, konstruiert und
Gesamtkosten: struktur aufgebaut. Außerdem sollen zwei unter realen Umgebungsbedingungen zum
5,6 Millionen Euro Schneemobil-Prototypen mit Brennstoff- Einsatz gebracht werden.
14 KLIMAFONDS DOSSIER WASSERSTOFFPROJEKTE
Keytech4EV
Während die Industrie bislang auf die sepa-
rate Entwicklung von Brennstoffzelle und
DIE ECKDATEN
Batterie setzt, sollen die beiden Techno-
logien im Forschungsprojekt Keytech4EV Projektzeitraum:
miteinander zu einem CO2-freien Brenn- 02/2017–01/2020
stoffzellen-Batterie-Demonstrations- Konsortialführer:
fahrzeug kombiniert werden. Die Energie- gleichbaren Serienfahrzeugen entsprechen. AVL
effizienz des geplanten Fahrzeugs soll im Ferner sind eine Verdoppelung der Lebens- Förderung durch
Bereich von weniger als 2,5 Litern Benzin dauer der Brennstoffzelle sowie Beiträge Klima- und Energiefonds:
(äquivalent) pro 100 Kilometer liegen, die zur Etablierung einer nationalen/europä- 3,59 Millionen Euro
Reichweite bei mehr als 500 Kilometern. ischen Wertschöpfungskette für Brenn- Gesamtkosten:
Die Fahrbarkeit soll zudem der von ver- stoffzellentechnologie geplant. 5,82 Millionen Euro
zess Erdgas natürlich „erzeugt“ und gespeichert DIE ECKDATEN
werden. Das Vorhaben setzt auf dem bereits
Projektzeitraum:
im Sommer 2017 abgeschlossenen und eben-
03/2017–02/2021
falls vom Klima- und Energiefonds geförder-
Konsortialführer:
ten Projekt „Underground Sun Storage“ auf.
RAG Austria AG
Dabei wird aus Sonnen- oder Windenergie und
Förderung durch
Wasser zunächst in einer oberirdischen Anlage
Klima- und Energiefonds:
Wasserstoff erzeugt und dieser – gemeinsam
4,92 Millionen Euro
mit CO2 – in eine vorhandene Erdgaslagerstätte
Gesamtkosten:
eingebracht. In mehr als 1.000 Metern Tiefe
7,73 Millionen Euro
Underground Sun
wandeln anschließend natürlich vorhandene
Mikroorganismen diese Stoffe in erneuerbares
Conversion Erdgas um, welches in weiterer Folge direkt in
dieser Erdgaslagerstätte gespeichert, bei Bedarf
Erstmals soll in einem groß angelegten Versuch jederzeit entnommen und über die vorhandenen
in einer ausgeförderten Erdgaslagerstätte durch Leitungsnetze zum Verbraucher transportiert
einen gezielt initiierten mikrobiologischen Pro- werden kann.
Wind2Hydrogen
Das Ende Dezember 2017 abgeschlossene
Forschungsprojekt „Wind2Hydrogen“ hatte
vor allem neue Erkenntnisse zur Speicherung
DIE ECKDATEN
von Wasserstoff im Erdgasnetz zum Ziel. Dafür
wurde eine Power-to-Gas-Pilotanlage in der Projektzeitraum:
Größenordnung von 100 kW – die erste ih- 01/2014–12/2017
rer Art und Größe weltweit – am Standort der Konsortialführer:
OMV Gasstation Auersthal in Niederösterreich OMV Gas & Power
realisiert und dort ab dem Spätsommer 2015 Förderung durch
durch Elektrolyse Windenergie in Wasserstoff tellen Betrieb wurden mögliche Geschäftsfälle Klima- und Energiefonds:
umgewandelt. Innovativ war dabei vor allem der simuliert und die physische Einspeisung von 1,26 Millionen Euro
Einsatz eines modular aufgebauten Hochdruck- Wasserstoff in das Hochdrucknetz der OMV Gesamtkosten:
PEM-Elektrolyseurs (163 bar). Im experimen- Kompressorstation getestet. 2,82 Millionen Euro
KLIMAFONDS DOSSIER WASSERSTOFF 15IMPRESSUM Eigentümer, Herausgeber und Medieninhaber Klima- und Energiefonds Gumpendorfer Straße 5/22, 1060 Wien Konzeptentwicklung & Redaktion Jürgen Zacharias, juergen.zacharias@mac.com Mag.a Daniela Kain, daniela.kain@klimafonds.gv.at Wir sind bemüht, alle Texte geschlechtsneutral zu formulieren. Sämtliche geschlechtsspezifischen Ausdrücke sind beidergeschlecht- lich zu verstehen. Grafische Bearbeitung WEKA Industrie Medien GmbH www.industriemedien.at Diese Publikation wurde aus Mitteln des Klima- und Energiefonds im Rahmen des Förderschwerpunktes Energy Transition 2050 gefördert. Stand: März 2019
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