Startseite » Texte » Wasserstoff: Hoffnungsträger der Energiewende

Wasserstoff: Hoffnungsträger der Energiewende

Wasserstoff macht derzeit viele Schlagzeilen. Er wird dabei entweder als entscheidendes Element der Energiewende gehypt oder steht für seine Ineffizienz und die hohen Kosten in der Kritik. Was steckt dahinter? Wann ist der Einsatz von Wasserstoff sinnvoll? Und wie funktioniert das alles überhaupt? Mit diesen Fragen habe ich mich für diesen Post auseinandergesetzt. Es handelt sich hierbei um ein komplexes Thema, das ich für diesen Beitrag stark heruntergebrochen habe. Umso gespannter bin ich auf die Diskussion und die Gespräche, die wir jetzt unter diesem Post zusammen führen können: Wie seht ihr das? Habt ihr Ergänzungen, Fragen oder Kritik? Ich freue mich auf eure Kommentare.

Wasserstoffautos, Wasserstoff in Luft- und Raumfahrt, Wasserstoff in Kraftwerken und Heizungen – das Molekül ist in aller Munde und soll hinsichtlich der Energiewende allerlei Probleme lösen. Die Vorteile des chemischen Elements: Es ist auf der Erde und im Universum in riesigen Mengen vorhanden und kann somit nicht ausgehen; und es speichert Primärenergie, die unter den richtigen Bedingungen wieder in elektrische Energie und Wärme umgewandelt werden können. Das Abfallprodukt dieses Umwandlungsprozesses sind keine Abgase, sondern lediglich Wasser. 

Primärenergien speichern und wieder nutzbar machen

Ein Molekül, das Energie speichern und transportieren kann, hat für die Energiewende ein riesiges Potenzial. Denn Energieträger wie Sonne, Wind oder Wasser sind im Prinzip reichlich auf der Erde vorhanden, jedoch oft nicht an den Orten, wo die daraus zu gewinnende Energie auch benötigt wird. Indem er also Primärenergien speichert, kann Wasserstoff diese örtlichen und zeitlichen Lücken zwischen Angebot und Nachfrage überbrücken.

Mithilfe der sogenannten Brennstoffzelle, genauer gesagt einer Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle, kann die in Wasserstoff gespeicherte Energie im Anschluss wieder nutzbar gemacht werden. Sie verwandelt die chemische Energie in elektrische Energie und Wärme – und das ziemlich effizient. Laut dem Deutschen Wasserstoff- und Brennstoffzellen- Verband erreichen Brennstoffzellen-Blockheizkraftwerke bei gleichzeitiger Nutzung von Elektrizität und Wärme Wirkungsgrade von über 80%, also etwa doppelt so viel wie herkömmliche Feuerungsanlagen. 

Hoher Aufwand des Verfahrens

Das alles klingt erstmal alles ziemlich bahnbrechend und man könnte sich fragen, warum Wasserstoff keine größere Rolle in unserer Industrie spielt. Eine Antwort auf diese Frage könnte sein: derzeitiger Aufwand und Kosten. Denn das Wasserstoff-Molekül ist in unserem Universum zwar mehr als genug vorhanden, allerdings fast immer in gebundener Form (z.B. in H2O). Den Wasserstoff abzuspalten und ihn so erst nutzbar zu machen, ist ein ziemlich aufwendiger Prozess, der natürlich auch Kosten verursacht.

Zudem verbraucht die Abspaltung von Wasserstoff natürlich auch Energie – und wie beim Elektroauto sollte hier genauestens darauf geachtet werden, woraus diese Energie gewonnen wurde. Im Fall von Wasserstoff wird der Prozess momentan hauptsächlich durch die Reformierung von Erdgas betrieben und ist so mit erheblichen CO2-Emissionen verbunden. 

Fazit?

Wann macht die Energiegewinnung aus Wasserstoff also überhaupt Sinn? Zum einen, wenn Wasserstoff als Nebenprodukt aus anderen Prozessen entsteht und direkt wiederverwertet werden kann. Das passiert bereits in vielen Fällen in der chemischen Industrie.

Wenn man Wasserstoff gezielt gewinnen möchte, bietet sich als umweltfreundlichere Variante die Elektrolyse von Wasser oder die Vergasung von Biomasse an. Diesen Wasserstoff bezeichnet man als “grünen Wasserstoff” – und nur über diesen wird in vielen Fällen gesprochen, wenn es um die Zukunftsperspektive des Moleküls geht. 

Insgesamt ist grüner Wasserstoff aus Deutschland momentan laut Expert*innen leider noch zu teuer. Das könnte sich ändern, wenn die Power-to-X-Technologie (PtX) – ein Verfahren, das auch die strombasierte Wasserelektrolyse mitbeinhaltet – von Pilotversuchen in die industrielle Massenfertigung gehen. Auch hier müsste jedoch für ein grünes Endprodukt natürlich darauf geachtet werden, für die Elektrolyse Ökostrom zu verwenden.

Wie aber sollte man mit Wasserstoff umgehen, bis bestehende Verfahren effizienter werden? Alexander Esser, Autor einer neuen Studie des Londoner Thinktanks Aurora Energy Research, sagte gegenüber dem Handelsblatt: Wenn man ihn nur in den essentiellen Sektoren einsetzt, kann grüner Wasserstoff die Nachfrage zu akzeptablen Kosten decken.” Im Falle von Pkws und im Wärmesektor sei jedoch die Elektrifizierung momentan die günstigere Alternative, insbesondere wenn das Ziel sei, Wasserstoff aus europäischen Ländern zu verwenden. Eine weitere Möglichkeit wäre, Wasserstoff in Kombination mit darin gespeicherten Energieträgern wie Sonne und Wind aus anderen Regionen zu importieren. Dagegen sprechen Emissionen durch die Transporte, Effizienzverluste und die politischen Unsicherheiten, die in manchen dieser Regionen vorherrschen. Doch vieles könnte auch für einen Import sprechen: Beispielsweise kann ein Solarmodul in einem afrikanischen Land aufgrund der hohen Sonneneinstrahlung doppelt so viel Energie erzeugen wie ein Solarmodul in Deutschland. Da diese Energie mithilfe von Wasserstoff gespeichert und transportiert werden kann, kann sie im Anschluss in Deutschland genutzt werden. Auch wenn ein Teil der Energie nicht hier ankommt, handelt es sich hierbei um grüne Energie, die sonst ungenutzt geblieben wäre.





QUELLEN:
Deutscher Wasserstoff- und Brennstoffzellen- Verband: Auf einen Blick.
Reuters: German, Benelux hydrogen demand could rise five-fold to 2050: study
BR Wissen: Wasserstoff. Explosives Gas als Energieträger der Zukunft
Handelsblatt: Neue Studien. Hoffnungsträger der Energiewende – wo der grüne Wasserstoff herkommt.
Handelsblatt: Wasserstoff. So funktioniert ein Brennstoffzellen-Auto

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.