Das Öl von morgen?

Schon seit 100 Jahren ein wichtiger Rohstoff der Chemieindustrie, könnte Wasserstoff möglicherweise den Weg eröffnen in eine CO2-arme Zukunft. Foto:Pixabay

8.04.2021

Ob als Prozessgas in der Kraftstoffherstellung, Raketentreibstoff oder Grundelement in Düngemitteln – Wasserstoff hat bereits heute viele Einsatzbereiche. Im Energiesystem spielte das Gas mit der Formel H2 bisher dennoch eine eher untergeordnete Rolle. Mittlerweile aber rückt Wasserstoff als Energieträger der Zukunft zunehmend in den Blickpunkt. Was macht Wasserstoff zum potenziellen Öl von morgen?
     

Er ist nicht neu und auch keine „Erfindung“ von heute: Wasserstoff. Das Element mit dem Symbol H und der Ordnungszahl 1 ist das häufigste chemische Element im Universum und wurde schon im 18. Jahrhundert identifiziert. Wasserstoff ist seit 100 Jahren ein wichtiger Rohstoff der Chemieindustrie. Heute sehen Ingenieure, Wissenschaftler und Politiker in dem chemischen Element einen Lösungsweg, der in eine CO2-arme Zukunft führt. Vom Antrieb für Autos oder Züge bis zum Heizen von Wohnungen oder als vielfältiger Einsatzstoff in der Industrie: Wasserstoff gilt als wichtiger Energieträger von morgen und als zentrales Element für die Energiewende.

In seiner reinen Form ist Wasserstoff ein unsichtbares, geruchsloses, ungiftiges Gas, das leichter als Luft ist. Zunächst muss das Gas jedoch gewonnen werden, denn Wasserstoff tritt in dieser Form nicht in der Natur auf. Dafür gibt es unterschiedliche Verfahren. Der Wasserstoff, der bereits heute als Energieträger Einsatz findet, wird fast ausschließlich durch die Dampfreformierung von Erdgas hergestellt. Er wird als „grau“ bezeichnet und verursacht aufgrund seiner fossilen Herkunft CO2-Emissionen. Werden diese Emissionen in einem nachgeschalteten Verfahren abgeschieden, gespeichert oder dem Kohlenstoffzyklus wieder zugeführt spricht man von „blauem“ Wasserstoff. Das bei der Produktion entstandene CO2 gelangt nicht in die Atmosphäre, dadurch kann diese Art der Wasserstoffproduktion bilanziell als CO-neutral betrachtet werden. „Türkiser“ Wasserstoff wird über die thermische Spaltung von Methan gewonnen. Anstelle von CO2 entsteht dabei ein fester Kohlenstoff. Um diese Art der Produktion CO2-neutral zu gestalten, ist sowohl die Wärmeversorgung des Hochtemperaturreaktors als auch die dauerhafte Bindung des Kohlenstoffs notwendig. „Grüner“ Wasserstoff wird durch Elektrolyse von Wasser hergestellt. Dabei stammt der verwendete Strom ausschließlich aus erneuerbaren Energien und ist damit CO2-frei. Das ist abhängig von der verwendeten Elektrolysetechnologie.

Wird also bei der Elektrolyse eine Form der erneuerbaren Energie verwendet, ist diese chemisch gespeichert. Damit kann die erneuerbare Energie nicht mehr nur eingesetzt werden, wenn sie erzeugt wird – sie wird flexibel und mobil. Der CO2-Ausstoß wird verringert, fossile Energieträger können vermieden werden. Auch deshalb wird Wasserstoff von nicht wenigen Experten der Energiebranche als der Energieträger der Zukunft gehandelt. Er kann beispielsweise eingesetzt werden, um dezentral in Brennstoffzellen oder Gasmotoren zurückverstromt zu werden. Ebenso kann er direkt oder nach Methanisierung in das Gasnetz eingespeist oder hochwertigen Anwendungen in der Industrie zugeführt werden. Insbesondere in Fahrzeugen mit Brennstoffzellenantrieb kann er außerdem als Kraftstoff eingesetzt werden. Dabei ergeben sich gerade durch den Einsatz im Industrie- und Verkehrssektor hohe CO2-Einsparpotenziale.

Für 2030 erwartet die Bundesregierung einen Bedarf von etwa 90 bis 110 Terrawattstunden Wasserstoff in Deutschland. Klar ist, dass Deutschland diesen Bedarf nicht aus heimischer Produktion decken kann. Grüner Wasserstoff wird als Importprodukt attraktiv, für das Ländern wie Marokko, Saudi-Arabien, Chile, Australien und Südafrika mit vorteilhaften Produktions- und Rahmenbedingungen als Lieferanten in Frage kommen. Daher setzt man in Deutschland und in Europa auf internationale Energie- und Wasserstoff-Partnerschaften. Der Energieträger Wasserstoff eröffnet somit den Lieferländern Chancen auf eine wirtschaftliche Diversifizierung, während gleichzeitig deutsche Technologie- und Systemanbieter ihre Position im Zuge eines internationalen H2-Markthochlaufs auf den Weltmärkten ausbauen können. Energieagentur/DIHK/BDI/aro
       

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