Hydrogen-Hype: Mit grünem Wasserstoff in eine klimaneutrale Zukunft

Wird Wasserstoff zum Zukunftsmodell? Neueste Entwicklungen machen Wasserstoff zum "Gamechanger"

Wasserstoff hype nachhaltig
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Autor: Sarah

Wasserstoff hat das Potenzial Net-Zero-Strategien zu verwirklichen, indem es ein Ersatz für fossile Brennstoffe wird. Das Problem für eine Skalierung waren bisher die Kosten und Produktion von sauberem Wasserstoff. Mit einer steigenden Nachfrage für Solar- und Windenergie können diese aber zukünftig sinken und Wasserstoff somit doch massentauglich machen. Zudem ist die Technologie mittlerweile fortgeschritten und ermöglicht somit die Entwicklung von Wasserstoff im großen Maßstab - nicht nur als kohlenstoffarmen Energieträger, sondern auch als Speicherressource.

Hydrogenium für Umwelt und Industrie?

Vor einigen Jahren, vor allem in der Automobilindustrie heiß diskutiert, hat die Wasserstofftechnologie seither nur wenige Fortschritte gemacht – was sich nun ändern dürfte. Findige Wissenschaftler arbeiten daran, wie Hydrogenium erzeugt werden kann, ohne zu viel regenerative Energien zu verbrauchen. Das Ziel ist es, Wasserstoff als Energieträger der Großindustrie zu etablieren und fossile Brennstoffe endgültig abzulösen. Hydropower ist daher nun eine vielversprechende Energieressource für eine klimaneutrale Zukunft.

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Hydrogen Train, Quelle & Copyright by Alstom

Was ist Wasserstoff? Kurz erklärt:

Wasserstoff ist ein chemisches Element, das auf unserem Planeten Erde hauptsächlich direkt an Sauerstoff gebunden, als Wasser vorkommt. Das reine Gas H₂ kommt seltener vor und muss daher mit aufwändigen Elektrolyseprozessen zunächst aus der Bindung gelöst bzw. davon abgespalten werden. Die Herausforderung bei der Gewinnung des chemischen Elements besteht darin möglichst klimaneutrale Energieressourcen zu verwenden. Den relevanten ökologischen Unterschied in der Wasserstofftechnologie macht der Herstellungsprozess von Hydrogenium.

Die unterschiedlichen Herstellungsprozesse sind durch Farben gekennzeichnet. Grün, Türkis, Blau oder Grau - jede Farbe steht für ein Herstellungsverfahren mit ganz unterschiedlichen CO2-Emissionen. Fakt ist: Heute entstehen rund 99% des gesamten Wasserstoffs in Reaktionen mit Kohle und Erdgas und gelten als „grauer Wasserstoff“. Sie hilft einer Reduktion der CO2-Emissionen absolut nicht. Ziel ist es daher, Wasserstoff aus kohlenstoffarmen Energiequellen zu produzieren, so genannten „grünem Wasserstoff“, und seine Verwendung auf den Transport- und Stromerzeugungssektor auszubauen.

Die Farben von Hydrogenium

    • Grüner Wasserstoff: Wird mithilfe von regenerativem Strom per Elektrolyse von Wasser produziert, es bleibt lediglich Sauerstoff zurück und ist somit klimaneutral
    • Grauer Wasserstoff: Die schädlichsten Art der Wasserstoffherstellung, da es aus fossilen Brennstoffen mit einem erheblichen CO₂-Ausstoß entsteht
    • Türkiser Wasserstoff: Aus ökologischer Sicht kritisch, da es aus Erdgas entsteht, aber mit dem Potenzial für eine klimaneutrale Herstellung, da CO2 als festes Granulat nicht in die Atmosphäre gelangt
    • Blauer Wasserstoff: Entsteht auch aus fossilen Brennstoffen, wobei das CO2 aber mittels CCUS (Carbon Capture) unterirdisch gespeichert werden kann

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Green Hydrogen Production, Quelle & Copyright by EnBW

Ist H2 die Antriebskraft von morgen?

Hauptsächlich verwendet man Wasserstoff in der Industrie bisher zur Produktion von Ammoniak, Salzsäure, Methanol und Anilin. Das wichtigste Argument für einen weitreichenden Ausbau des Energieträgers Wasserstoff ist jedoch seine Verwendung als Speicher für den schwankenden Strom aus Solar oder Windenergie. Auf dem COP26-Gipfel haben viele Befürworter Hydrogenium als zukunftsträchtige Alternative dargelegt und lösten einen regelrechten "Hydrogen-Hype" aus.

Für die Auto-Industrie ist die mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzelle mittlerweile eine potente Alternative zu bisherigen Antriebsenergien. In einer Brennstoffzelle verbinden sich Sauerstoff und Hydrogenium und erzeugen Energie sowie Wasser. Die Energie treibt dann, wie bei der Batterietechnologie einen Elektromotor an. Die Energie generiert sich somit selbst in der Brennstoffzelle. Einziges Manko für den Mobilitätssektor, ist die kaum vorhandene Infrastruktur von Wasserstoff-Tankstellen. Doch daran lässt sich arbeiten. Denn es ist vor allem für den öffentlichen Transport eine anerkannte Alternative.

Wasserstoff als Gamechanger der Zukunft

Niedrigere Kosten für erneuerbare Energien reichen aber allein nicht aus. Für eine kostengünstige Produktion von sauberem Wasserstoff müssen die Wertschöpfungsketten für die Elektrolyse und das Kohlenstoffmanagement weiter ausgebaut werden. Die Politik muss den Bedarf von grünem Wasserstoff aus Industrie, Verkehr und Energie decken können. Dafür werden sicherlich Importe notwendig sein und Förderungen für den Übergang aus günstigeren Energiequellen.

Wenn Konsument*innen und Produzent*innen die richtigen Signale bekommen und die Politik die richtigen Weichen stellt, kann man das Potenzial von Wasserstoff zum Schutz des Klimas und zur Umsetzung der Energiewende voll ausschöpfen. Dadurch kann frisch aus dem Labor ein ökologischer „Gamechanger“ für die Energiewirtschaft entstehen.

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