Was bringt Wasserstoff?

Von vielen wird die Nutzung von Wasserstoff als essenzieller Teil der Energiewende gesehen – hin zu einer klimaneutralen Industrie- und Energieproduktion. H2 ist in den Augen vieler Fachleute deswegen unverzichtbar auf dem Weg zur Klimaneutralität, weil er durch seine Speichermöglichkeiten einen steuerbaren Energieträger darstellt. Wenn also der Wind nicht weht und die Sonne nicht scheint, können die H2-Speicher Energie abgeben und den Bedarf in den Netzen regulieren.

Für alle Industrieprozesse, die nicht elektrifizierbar sind, stellt H2 eine sinnvolle Alternative dar. Mittlerweile ist der Bedarf in der Forschung, Industrie und Politik erkannt. Eine Marktdynamik hat sich bislang noch nicht entfaltet – eine klassische Henne-Ei-Problematik: wenn die Logistik steht, gibt es die Erzeuger:innen und die Abnehmer:innen, die Nachfrage steigt usw.

Doch selbst unter den günstigsten Bedingungen kann schätzungsweise nicht mehr als ein Drittel des Wasserstoffbedarfs von Deutschland in der Bundesrepublik selbst hergestellt werden. Das heißt, zwei Drittel müssten in jedem Fall aus dem Ausland importiert werden. Zum Beispiel bieten sich perspektivisch Kanada, Namibia oder auch Australien als (demokratisch verfasste) Importländer an. Entscheidend ist aber auch hier die gesamte Produktionskette und welcher CO2-Fußabdruck entsteht.

👉 Was heißt “Wasserstoffhochlauf”? In der Wirtschaft benennt man die Einführung und Implementierung einer neuen Produkt- oder Technologiekategorie einen “Hochlauf”. Wird vom sogenannten “Wasserstoffhochlauf” gesprochen, heißt das nicht anderes, als zu beschreiben, wie Wasserstoff als Energieträger in industriellen Prozessen, in der politischen Regulierung und der gesellschaftlichen Wahrnehmung immer weiter Fuß fasst.

Energiewende

Nach einer Erhebung der Civey GmbH sind die Deutschen im Frühjahr 2023 der Meinung, dass die Energiewende auf keinem guten Weg ist.

  • Vor Corona haben nur 25% der Menschen in Deutschland die Energiewende negativ assoziiert – heute sind es über 60%.
  • Wasserstoff ist weitreichend bekannt und wird als zweitwichtigster Energieträger der Zukunft angesehen.
  • Wasserstoff galt lange als der Energieträger der Zukunft – viele sehen das immer noch so, doch Atomenergie gewinnt wieder an Bedeutung.
  • Investitionen in Wasserstoff-Technologien erscheinen der Mehrheit nach wie vor richtig.

Dekarboni­sierung

Die größten Abnehmer von grünem Wasserstoff werden vor allem die Stahlindustrie und die chemische Produktion sein. Die Herstellung von Stahl ist ein sehr energieintensiver Prozess, der größtenteils nicht elektrifizierbar ist. Für das Erreichen der Klimaneutralität bleibt dort nur die Umstellung auf H2. In der Chemiebranche gilt vor allem die Verwendung von grünem Ammoniak als Ziel – einem H2-Derivat.

Mobilität

Wie tanken wir in der Zukunft? Im PKW-Bereich ist dank der besseren Energieeffizienz die Nutzung von Elektroautos sehr wahrscheinlich. Aufgrund des geringeren Gewichts könnte die Brennstoffzelle indes bei Nutzfahrzeugen eine sinnvolle Antriebsart werden. Besonders scheint der Einsatz bei der Schifffahrt vielversprechend. Und selbst in der Luftfahrt plant beispielsweise Airbus für das Jahr 2035, ihr erstes Wasserstoff-Flugzeug auszuliefern. Dort wird H2 auf minus 253°C heruntergekühlt und in flüssigem Zustand direkt für den Antrieb verbrannt.

Gasnetze

Der grün-produzierte Wasserstoff wird momentan noch in kleinen Mengen per Schiff als Flüssiggas über die Weltmeere bis nach Deutschland transportiert. Da H2 als Gas sehr flüchtig ist, kommt es meist als Derivat in Form von Ammoniak (NH3) in den Häfen an. Um später größere Mengen im Industriemaßstab überhaupt nutzen zu können, sind Gasleitungen für den Transport unerlässlich. In Deutschland können aber ca. 60% des alten Gasnetzes für Wasserstoff und seine Derivate genutzt werden. Nur ca. 40% müsste man neu bauen (diese Netze sind nicht mit den Verteilnetzen für die privaten Haushalte zu verwechseln).

Wie sieht es perspektivisch aus?

Der Wasserstoffhochlauf beginnt in den 2020ern. Jetzt wird die H2-Infrastruktur für die nächsten 20-30 Jahre in der EU geplant und aufgebaut. Eine große Konkurrenz gibt es in den USA und China. Anders als die EU agieren die USA mit Subventionen für den jeweiligen CO2-Fußabdruck einer Energieart, die fossile Energieträger automatisch teurer und Wasserstoff perspektivisch billiger machten. Die EU funktioniert bei solchen Förderungen über ein Antragswesen, das zu einem höheren Zeitaufwand für die Projekte führen kann. Wichtig für den Markt ist eine Sicherheit der EU, die Verwendung von Wasserstoff in der Produktion einheitlich anzugehen.

Übrigens: In MV sieht es auch nicht schlecht aus. In Rostock-Laage steht bereits ein komplettes H2-Kraftwerk im dortigen Hydrogen-Valley. Mehr Informationen finden sich unter www.wasserstoffenergiecluster-mv.de.

Wasserstoffpipeline

Wie erzeugt man Wasserstoff?

Produktion von Wasserstoff

Grüner Wasserstoff entsteht durch die Trennung von Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) aus Wasser (H2O) – unter Einsatz von grünem Ökostrom. Im chemischen Verfahren der Elektrolyse sammeln sich die positiv geladenen Wasserstoff-Ionen an der negativ polarisierten Elektrode (Kathode) und entsprechend die negativ geladenen Sauerstoff-Ionen an der positiv polarisierten Elektrode (Anode). Mittels eines Kompressors gelangen beide Elemente in Speichertanks.