in den "grünen" Wasserstoff
Eine weit verbreitete Annahme ist dass Wasserstoff das Potenzial hat, in der Zukunft eine entscheidende Rolle bei der Versorgung mit erneuerbaren Energien zu spielen. Der Begriff "grüner Wasserstoff" bezieht sich auf Wasserstoff, der durch erneuerbare Energien mittels Elektrolyse (ein Prozess, bei dem Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten wird) erzeugt wird. Diese Methode wird als grün angesehen, da bei ihrer Herstellung keine schädlichen Treibhausgase emittiert werden.
Was ist grüner Wasserstoff?
Definition und Herstellung
Die Farben des Wasserstoffs – grau, blau oder grün – bezeichnen den Kohlendioxid-Ausstoß bei seiner Produktion. Grüner Wasserstoff wird ausschließlich aus erneuerbaren Energien, meist aus Wind- oder Solarkraft, gewonnen. Der entscheidende Faktor bei der Produktion ist die Elektrolyse von Wasser, also die Aufspaltung von Wasser (H2O) in seine Bestandteile Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2).
Im Gegensatz dazu steht grauer oder blauer Wasserstoff. Bei der Produktion von grauem Wasserstoff entstehen hohe Mengen an CO2, da er hauptsächlich aus fossilen Brennstoffen wie Erdgas gewonnen wird. Blauer Wasserstoff ist ebenfalls aus Erdgas hergestellt, aber das dabei anfallende CO2 wird abgeschieden und gespeichert (Carbon Capture and Storage, CCS), wodurch die Auswirkungen auf die Umwelt reduziert werden.
Anwendungen von grünem Wasserstoff
Grüner Wasserstoff ist vielseitig einsetzbar: in der Industrie, als Treibstoff im Verkehrssektor oder zur Wärme- und Stromerzeugung in Gebäuden. In der Industrie kann grüner Wasserstoff fossile Energieträger ersetzen, beispielsweise in der Stahlproduktion. Im Verkehrsbereich können Brennstoffzellen, die Wasserstoff nutzen, Elektroautos antreiben, insbesondere in Bereichen, in denen eine Batterienutzung schwierig ist, wie im Schwerlastverkehr oder bei Flugzeugen. Im Gebäudesektor kann Wasserstoff zur Unterstützung von Wärmepumpen verwendet werden oder durch Verbrennung zur Erzeugung von Wärme und Strom genutzt werden.
Potenzial von grünem Wasserstoff
Die Vorteile von grünem Wasserstoff sind vielfältig und gehen Hand in Hand mit den globalen Zielen der Reduzierung von Emissionen und der Förderung erneuerbarer Energien.
Energiespeicherung und -transport
Grüner Wasserstoff kann als eine Form der Energiespeicherung und als Energieübertragungsmedium dienen, was in Zeiten hoher erneuerbarer Produktion von Vorteil ist. Wenn mehr erneuerbare Energien produziert werden, als benötigt wird (zum Beispiel an windreichen Tagen), kann diese überschüssige Energie verwendet eine effektive Elektrolyse durchführen. Der produzierte Wasserstoff kann gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt verwendet werden, wenn der Bedarf an Energie höher ist als die Produktion.
Reduzierung von CO2-Emissionen
Ein großer Vorteil von grünem Wasserstoff ist seine potentielle Fähigkeit zur Reduzierung von CO2-Emissionen. Da die Elektrolyse zur Herstellung ausschließlich mit erneuerbaren Energien durchgeführt wird, werden keine schädlichen CO2-Emissionen erzeugt. Dies ist insbesondere in der Schwerindustrie und im Verkehrssektor von Bedeutung, da diese Bereiche derzeit stark von fossilen Energieträgern abhängig sind.
Die Herausforderungen von grünem Wasserstoff
Obwohl das Potenzial von grünem Wasserstoff hoch anerkannt wird, gibt es noch zahlreiche Herausforderungen, die bewältigt werden müssen.
Hohe Kosten und Wirtschaftlichkeit
Derzeit ist grüner Wasserstoff teurer als grauer oder blauer Wasserstoff. Dies ist hauptsächlich auf den hohen Energiebedarf und die hohen Investitionskosten für die Elektrolyse-Anlagen zurückzuführen. Daher ist es notwendig, die Elektrolysetechnologie weiter zu optimieren und zu verfeinern, um effizienzsteigernde Maßnahmen zu identifizieren.
Infrastrukturelle Herausforderungen
Des Weiteren stellen auch infrastrukturelle Herausforderungen eine große Hürde dar. Um grünen Wasserstoff in großem Stil nutzen zu können, müssen geeignete Transport- und Speichermöglichkeiten entwickelt und erweitert werden. Aktuell ist die Infrastruktur meist auf Erdgas ausgelegt und muss deshalb technisch angepasst werden.
Fazit
Grüner Wasserstoff ist ein aufregendes Feld in der Energiebranche, welches großes Potenzial besitzt, allerdings auch mit vielen Herausforderungen konfrontiert ist. Während grüner Wasserstoff eine vielversprechende Lösung zur Reduzierung von CO2-Emissionen in Industriebereichen darstellt, die sonst schwer zu dekarbonisieren sind, wie der Stahl- oder Chemieindustrie, sind hohe Kosten, technologische und infrastrukturelle Herausforderungen noch Hürden, die überwunden werden müssen. Grüner Wasserstoff wird zwar derzeit als Ergänzung zu erneuerbaren Energien angesehen, könnte jedoch in Zukunft eine entscheidende Rolle bei der Umsetzung von Klimazielen spielen, die darauf abzielen, die globale Erwärmung zu begrenzen.
