Wasserstoff - das Erdöl von morgen?

 
Wasserstoff ist das häufigste chemische Element im Universum und auch auf der Erde reichlich vorhanden. Es findet sich jedoch fast ausschliesslich in chemischen Verbindungen wie beispielsweise in Wasser, Kohlenwasserstoff-Verbindungen oder Säuren. Für die Gewinnung des Elementes mit der geringsten Atommasse wird Wasser unter hohem Energieaufwand in Sauerstoff- und Wasserstoffatome gespalten. Wird das farb- und geruchlose Gas mit Hilfe elektrischen Stroms hergestellt, wird dies Elektrolyse genannt. 

Stammt der Strom dabei aus erneuerbaren Energien, wird das klimafreundlich produzierte Gas zum „grünen“ Wasserstoff. Das Verfahren ist eine der Power-to-X-Technologien (PtX-Technologien), bei denen Strom genutzt wird, um zum Beispiel Wärme (Power-to-Heat), flüssige Energieträger (Power-to-Liquid) oder - wie im Falle von Wasserstoff - Gase (Power-to-Gas) herzustellen. PtX-Technologien sollen bei der Verringerung der Treibhausgas-Emissionen und somit bei der Einhaltung der Klimaziele eine zentrale Rolle spielen.  
Nicht nur in Deutschland und Europa, sondern weltweit soll der Wasserstoff zum Schlüsselelement der Energiewende werden. Denn es steht fest: Für einen erfolgreichen Klimaschutz braucht es Alternativen zu den fossilen Brennstoffen, und das Gas zeigt sich als vielseitig einsetzbarer Energieträger. Der Einsatz von grünem Wasserstoff bietet vor allem auch die Chance, in jenen Sektoren CO₂-Emissionen einzusparen, wo dies durch verbesserte Energieeffizienz oder direkte Stromnutzung bisher nicht möglich war: In der Stahl- und Chemieindustrie sowie im Verkehrsbereich, insbesondere im Fern- und Schwerlastverkehr und in der Schiff- und Luftfahrt. 

Geplante Verwendungsgebiete: 
Im Verkehrssektor als „mobile Brennstoffzelle“ 
Für emissionsarme Fertigungsprozesse in der Stahl- und Metallverarbeitung 
In der Zement-, Glas- und Keramikherstellung 
Als Grundstoff für weitere gasförmige und flüssige synthetische Energieträger und Grundchemikalien

  

Die Strategie hat somit klimapolitische Aspekte, die neuen Wasserstofftechnologien sollen zukünftig aber auch Arbeitsplätze generieren. Denn Wasserstoff wird benötigt, um den weltweiten Verbrauch von Kohle, Öl und Gas herunterzufahren. Der Einsatz von Wasserstofftechnologien wird folglich in Europa und weltweit zunehmen. Eine europäische Studie schätzt, dass die Wasserstoff-Industrie bis 2050 europaweit über 5,4 Millionen Arbeitsplätze und einen Jahresumsatz von 800 Milliarden Euro stellen kann. 

Die Hauptziele der deutschen Nationalen Wasserstoffstrategie sind zum einen, eine nachhaltige Energieversorgung aus erneuerbaren Energien zu sichern, um bis 2050 klimaneutral zu sein. Dabei soll der Umstieg in eine klimafreundliche Wirtschaft darum besorgt sein, dass der Wohlstand beibehalten und im besten Fall ausgebaut werden kann. Die globale Nachfrage nach grünem Wasserstoff und den Wasserstofftechnologien bietet ein enormes Potenzial für die Technologie-Entwickler und Anlagenbauer. Die deutsche Regierung sieht grünen Wasserstoff als Chance, Klimaschutz und nachhaltige Industrie zu verbinden und zukunftsfähige, krisensichere Arbeitsplätze zu schaffen. 
Die deutsche Industrie verfügt bei der Erzeugung und Weiterverarbeitung von Wasserstoff bereits über einige Erfahrung, und sie will diese Vorreiterrolle auch in Zukunft global behaupten. Um dieses Ziel zu erreichen, sollen ihr bis 2023 zusätzliche 310 Millionen Euro an Forschungsgeldern bereitgestellt werden. Forschungsbedarf ist in allen Bereichen - von der Erzeugung über Speicherung, Transport, Verteilung und Anwendung – noch reichlich vorhanden. Mit dem Aufbau eines Wasserstoff-Anwendungs- und Technologiezentrums für Auto- und Zulieferindustrie und eine eigene Brennstoffzellen-Produktion sollen Zukunftsperspektiven für die deutsche Autoindustrie geschaffen werden. Ein weiteres wichtiges Element in der Wasserstoffstrategie ist die sogenannte Sektorkopplung. Sie dient der engeren Verzahnung beziehungsweise Vernetzung von Strom und Wärme, Verkehrssektor und Industrie. Dadurch können in den Bereichen, die sich nicht elektrifizieren lassen, die erneuerbaren Energien indirekt genutzt werden. Alle Sektoren können so ihre CO₂-Emissionen verringern. 

Die deutsche Wasserstoffstrategie basiert hauptsächlich auf grünem Wasserstoff, denn langfristig kann nur Wasserstoff, der aus 100% erneuerbaren Energien produziert wird, das Klima schützen. Doch die Stromproduktion der Erneuerbaren Energien reicht dafür in Deutschland nicht aus, zudem ist die Erzeugung von grünem, CO₂-freiem Wasserstoff noch teuer und unwirtschaftlich. Um den Wasserstoffbedarf zu sichern, wird Import notwendig sein. Bereits wird in Zusammenarbeit mit Marokko in dem nordafrikanischen Land die erste interindustrielle Anlage für die Erzeugung von grünem Wasserstoff gebaut.  

Ob sich das alles dann – für Klimaschutz und Wirtschaft – exakt so auszahlt, wie es die Voraussagen erhoffen, wird sich natürlich erst weisen. Unbestreitbar ist, dass die Herausforderungen der Energiewende nach diversifizierten Antworten verlangen. Der Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft kann zum Endziel einer dekarbonisierten Gesellschaft wesentlich beitragen. 
 
 
 

Quellen und weitere Informationen:  
Bundesamt für Bildung und Forschung: Grüner Wasserstoff
Handelsblatt: Afrikanischer Wasserstoff
Bundesamt für Bildung und Forschung: Energiewende und nachhaltiges Wirtschaften