Wasserstoff

Wasserstoff als Schlüssel in der Energiewende

Wasserstoff nimmt eine Schlüsselrolle in der Energiewende ein. In vielen Branchen kann er eine Alternative zum Einsatz fossiler Energieträger darstellen. Wird Wasserstoff verbrannt, entstehen keine CO₂-Emissionen. Zudem ist Wasserstoff speicherbar und transportierbar. Grüner Wasserstoff, der auf Basis erneuerbarer Energien erzeugt wird, bietet die Chance, klimaneutrale Industrieprozesse zu etablieren und einen nachhaltigen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten.

Bisher entsteht Wasserstoff als Zwischen- oder Nebenprodukt in Prozessen der chemischen Industrie, wo er auch größtenteils wieder verbraucht wird. Bezogen auf seine Masse weist er einen fast dreifach höheren Energiegehalt auf als Benzin. Bezogen auf sein Volumen besitzt jedoch selbst verflüssigter Wasserstoff nur ein Viertel der Energie von Benzin. Um ihn praktisch nutzbar zu machen, muss er daher entweder bei -252 Grad Celsius (Normalsiedepunkt) verflüssigt oder unter hohen Drücken bis zu 1.000 bar gebracht werden.

Grüner Wasserstoff

Ein Herstellungsprozess mit großem Potenzial für die Zukunft ist die Wasserelektrolyse. Bei diesem Verfahren wird Wasser mit Hilfe von Strom in die Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Dabei wird elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt und im Wasserstoff gespeichert. Wird für die Elektrolyse erneuerbarer Strom genutzt, entsteht grüner Wasserstoff.

Die wichtigsten Einsatzbereiche von Wasserstoff in der Industrie sind die Stahl- und die Chemieindustrie. So kann etwa Wasserstoff in der Primärstahlerzeugung Kohle ersetzen und Brennöfen beheizen. Auch in der chemischen Industrie kann er beispielsweise Erdöl als Rohstoff ersetzen und so einen bedeutsamen Beitrag zum Klimaschutz leisten.

Künftig hoher Bedarf und erforderliche Infrastruktur

Die größte Herausforderung für eine klimaneutrale Industrie stellt die bedarfsgerechte Erzeugung von Wasserstoff aus erneuerbaren Energiequellen dar. Dem stehen einerseits die begrenzten Erzeugungskapazitäten der Erneuerbaren-Energie-Anlagen entgegen, andererseits werden die vorhandenen Potenziale bisher nicht vollends ausgenutzt.

Aufgrund des zukünftig zu erwartenden sehr hohen Wasserstoffbedarfs in der Industrie, sollte die Produktion erneuerbarer Energien in Deutschland soweit wie möglich ausgeschöpft werden. Dennoch werden Wasserstoff und Strom aus erneuerbaren Energien auch aus dem Ausland importiert werden müssen, um den künftigen Bedarf zu decken. Neben der Erzeugung und Bereitstellung von Wasserstoff ist auch die erforderliche Infrastruktur zu schaffen. Sowohl der großvolumige Gas-Ferntransport als auch Speichertechnologien für Wasserstoff müssen weiterentwickelt werden.