Ist grüner Wasserstoff die Energie der Zukunft?
Juli 2023
Das Energiethema wird aktuell heiß und kontrovers diskutiert. Das ganze System scheint im Umbruch, die Finanzierbarkeit ist fragil, auch die Versorgungssicherheit ist schwer zu prognostizieren. Dazu kommen klimaschädliche Effekte, die künftig radikal reduziert werden sollen. Doch wie soll man den unbändigen Energiebedarf einer Gesellschaft unter diesen Voraussetzungen decken? Immer häufiger hört man das Stichwort grüner Wasserstoff. Ist das wirklich die Energiequelle der Zukunft?
Was ist eigentlich Wasserstoff?
Wasserstoff (H2) ist das häufigste Element im Universum und kann auf verschiedene Arten hergestellt werden. Wasserstoff an sich ist ein farbloses Gas, die Aufteilung in grünen, blauen, türkisen oder grauen Wasserstoff unterscheidet die Herstellungsarten und damit an Klimaneutralität des erzeugten Wasserstoffs. Diese ist bei grünem Wasserstoff zu einhundert Prozent gegeben.
Wie wird Wasserstoff hergestellt?
Grüner Wasserstoff lässt sich mithilfe von Ökostrom per Elektrolyse aus Wasser erzeugen: Wasser wird in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten, das aufsteigende Gas – der Wasserstoff – wird aufgefangen und kann als Stromspeicher dienen. Die nationale Wasserstoffstrategie der Bundesregierung setzt deshalb auf grünen Wasserstoff als unverzichtbar für die Energiewende. Auch bei seiner Nutzung ist grüner Wasserstoff klimaneutral, als einzige Emission wird Wasser produziert.
Wasserstoff als Speichermedium
Nur wenige Energieträger können so wie Wasserstoff in ausreichender Menge über Wochen, Monate und sogar Jahre hinweg bereitgehalten und bei Bedarf wieder verstromt werden. Dabei nutzt man den Wasserstoff direkt oder wandelt ihn in synthetische Kraftstoffe wie E-Fuels um. Als komprimiertes Gas oder tiefgekühlte Flüssigkeit lässt sich Wasserstoff besser transportieren als der Strom selbst.
Wasserstoff in der Mobilität
Die Energiewende in der Mobilität steht vor großen Herausforderungen. Die derzeit angebotenen Batteriefahrzeuge sind teuer und haben beschränkte Reichweiten bei langer Ladedauer. Ebenso stellen die Rohstoffgewinnung zur Akku-Herstellung sowie deren Entsorgung ein Problem dar. Dadurch ist diese Technologie für gewerbliche Einsatzzwecke wie LKW-Verkehr oder Flugverkehr unbrauchbar. Brennstoffzellenantriebe, die mit Wasserstoff betrieben werden, bieten dagegen eine hohe Reichweite und kurze Betankungszeiten. Zudem fällt bei ihrer Nutzung nur Wasser als Emission an.
Wasserstoff für Heizung und Warmwasser
Wasserstoff kann wie Erdgas in einem Brennwertkessel verbrannt werden, wodurch die benötigte Wärmeenergie erzeugt wird. Die im Wasserstoff enthaltene Energie lässt sich alternativ auch über eine chemische Reaktion freisetzen. Hierfür wird eine Brennstoffzelle eingesetzt, die ohne Abgase Wärmeenergie erzeugt. Schon heute kann man die Brennstoffzellentechnologie allerdings nur in Kombination mit einer Gasheizung nutzen. Besonders in diesem Bereich haben Energieversorger wie die rhenag einige Forschungsprojekte aufgesetzt.
Warum kann man nicht sofort auf Wasserstoff umsteigen?
Einer weitreichenden Nutzung von Wasserstoff stehen noch einige Herausforderungen im Weg. Die Herstellung von Wasserstoff erfordert derzeit noch viel Energie, die Kosten für die Produktion sind vergleichsweise hoch. Es besteht zudem Bedarf an einem verbesserten Netzwerk von Wasserstofftankstellen sowie an der Entwicklung effizienterer Brennstoffzellentechnologien. Aktuell wird zudem noch viel zu wenig Ökostrom für eine umfassende Erzeugung von grünem Wasserstoff produziert. Allerdings gehen die Preise für grünen Wasserstoff mittlerweile langsam zurück.
Fazit: Wasserstoff ist in der Tat ein Energieträger, der alle Anforderungen an Klimaneutralität und Praktikabilität erfüllt. Allerdings wird es noch einige Zeit dauern, bis die Voraussetzungen für eine flächendeckende, umfassende Nutzung gegeben sind. Bis dahin wird man sich mit Brückentechnologien über die Zeit helfen müssen.