HINTERGRUND

Der Einsatz von Wasserstoff (H2) gilt als maßgeblicher Baustein bei der Gestaltung der Energiewende.

Insbesondere im Norden der Niederlande und Deutschland, wo zunehmend erneuerbare Energie erzeugt wird, gewinnt die Nutzung von Wasserstoff als Energieträger eine wachsende Bedeutung.

Merkmale/Eigenschaften von Wasserstoff (H2):

Wasserstoff hat die Eigenschaft, eine hohe Energiedichte zu haben, basierend auf Gewicht. Unter normalen Umständen handelt es sich jedoch um ein Gas, so dass die Energiedichte pro Volumeneinheit relativ gering ist.

Das bedeutet, dass die Speicherung von Wasserstoff eine größere Herausforderung darstellt als die Speicherung flüssiger Energieträger.

  • ungiftig & nicht reizend

  • umweltneutral & nicht wassergefährdend

  • geruchlos

  • geschmacksneutral

  • unsichtbar

  • füchtig, leichter als Luft (15mal leichter als Luft)

Farbwelt Wasserstoff

blau

Blauer Wasserstoff ist grauer Wasserstoff, dessen CO2 bei der Entstehung jedoch abgeschieden und gespeichert wird (engl. Carbon Capture and Storage, CCS). Das bei der Wasserstoffproduktion erzeugte CO2 gelangt so nicht in die Atmosphäre und die Wasserstoffproduktion kann bilanziell als CO2-neutral betrachtet werden.

grau

Grauer Wasserstoff wird aus fossilen Brennstoffen gewonnen. In der Regel wird bei der Herstellung Erdgas unter Hitze in Wasserstoff und CO2 umgewandelt (Dampfreformierung). Das CO2 wird anschließend ungenutzt in die Atmosphäre abgegeben und verstärkt so den globalen Treibhauseffekt: Bei der Produktion einer Tonne Wasserstoff entstehen rund 10 Tonnen CO2.

grün

Grüner Wasserstoff wird durch Elektrolyse von Wasser hergestellt, wobei für die Elektrolyse ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energien zum Einsatz kommt. Unabhängig von der gewählten Elektrolysetechnologie erfolgt die Produktion von Wasserstoff CO2-frei, da der eingesetzte Strom zu 100% aus erneuerbaren Quellen stammt und damit CO2-frei ist.

Quelle: www.bmbf.de/de/eine-kleine-wasserstoff-farbenlehre-10879.html

Erzeugung von grünem Wasserstoff

Derzeit wird Wasserstoff noch weitestgehend aus fossilen Energieträgern wie Erdgas oder Kohle gewonnen. Hierbei entstehen jedoch große Mengen CO2, die aufwändig abgefangen und gespeichert werden müssen, um einen positiven Effekt auf den Klimawandel zu erwirken. Vorteilhafter ist hier das Prinzip der Elektrolyse, bei der Wasser mittels elektrischen Strom in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt wird.

Um grünen Wasserstoff zu produzieren, ist als Stromquelle der Einsatz von erneuerbaren Energien unausweichlich.

Vorteile von Wasserstoff gegenüber anderen Energieträgern

  • Speicherung:

  • Wasserstoff ermöglicht es, große Mengen überschüssigen erneuerbaren Stroms über den Weg der Elektrolyse chemisch zu speichern und zu einem späteren Zeitpunkt zu nutzen.

  • Nutzung:

  • Rückverstromung in Brennstoffzellen oder Gasmotoren für dezentrale Anwendungen oder zum Lastspitzenausgleich
  • Direkte Einspeisung in das Gasnetz oder Einsatz als Reinstoff
  • Zuführung von Wasserstoff in der industriellen Anwendungen
  • Einsatz in Fahrzeugen mit Brennstoffzellenantrieben als Kraftstoff

Herausforderungen bei der Implementierung von Wasserstoff

  • Emissionen bei der Herstellung des Wasserstoffs aus fossilen Energieträgern

  • Fehlende flächendeckende Versorgung (z.B. Wasserstofftankstellen)

  • Aufwändige Speicherung großer Energiemengen

  • Noch relativ hohen Kosten