Die Bundesregierung setzt hohe Erwartungen an den Energieträger Wasserstoff. So wurde am 26. Juli die Fortschreibung der Nationalen Wasserstoffstrategie beschlossen. Damit soll die Etablierung des Energieträgers in Deutschland beschleunigt werden.
Die Nationale Wasserstoffstrategie wurde bereits 2020 verabschiedet. Die nun vereinbarten Änderungen passen die Strategie an die gesteigerten Anforderungen an den Klimaschutz und die neuen Herausforderungen auf dem Energiemarkt an. So soll Wasserstoff auf lange Sicht besonders in der Industrie und im Verkehrsbereich fossile Energieträger ersetzen. Bettina Stark-Watzinger, Bundesministerin für Bildung und Forschung, ist überzeugt, dass Wasserstoff „das fehlende Puzzleteil der Energiewende“ ist.
Erweitert wurde die Strategie um die folgenden 5 Punkte:
- Beschleunigter Markthochlauf von Wasserstoff
- Zugang zum Wasserstoffmarkt für alle Sektoren gleich
- Alle klimafreundlichen Wasserstoffsorten werden berücksichtigt
- Wasserstoffstruktur wird schnell ausgebaut
- Internationale Kooperationen werden weiterentwickelt
Mit der Strategie soll Deutschland langfristig Leitanbieter für Wasserstofftechnologie werden. Doch was genau ist Wasserstoff? Und wie kann Wasserstoff Deutschland beim Thema Erneuerbare Energie voranbringen?
Was ist Wasserstoff?
Wasserstoff ist das leichteste und häufigste Element im Universum und kommt in verschiedenen Formen vor, darunter molekularer Wasserstoff (H2), der am häufigsten vorkommt.
Wo kann Wasserstoff als Energieträger eingesetzt werden?
Wasserstoff kann als Erneuerbare Energie auf verschiedene Weisen eingesetzt werden. Da bei der Verbrennung oder der Verwendung von (grünem) Wasserstoff in Brennstoffzellen nur Wasser und Wärme produziert und keine schädlichen Emissionen wie Kohlenstoffdioxid (CO2) ausgeschüttet wird, wird Wasserstoff als zukunftssicherer Energieträger gehandelt. Um elektrische Energie und Wasser zu erzeugen, reagiert Wasserstoff mit Sauerstoff in Brennstoffzellen.
In der Industrie kann Wasserstoff beispielsweise als Reduktionsmittel in der Stahlproduktion dienen, wodurch der CO2-Ausstoß verringert wird. Darüber hinaus kann Wasserstoff als Energiespeicher eingesetzt werden, um überschüssige Energie aus Wind- und Solarenergie zu speichern. Wenn die Nachfrage hoch ist oder erneuerbare Ressourcen nicht verfügbar sind, kann diese Energie später wieder genutzt werden. Mit der Power-to-Gas-Technologie kann überschüssige Erneuerbare Energie verwendet werden, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu zerlegen. Der erzeugte Wasserstoff kann dann gespeichert oder in das Erdgasnetz eingespeist werden, um später zur Stromerzeugung oder anderen Zwecken genutzt zu werden. Darüber hinaus wird Wasserstoff auch in Brennstoffzellen in Fahrzeugen eingesetzt.
Was unterscheidet den Energieträger Wasserstoff von anderen Erneuerbaren Energien?
Wasserstoff ist ein gasförmiger Energieträger, während die meisten anderen Erneuerbaren Energien in Form von Strom oder thermischer Energie vorliegen. Bei der Windenergie wird der Strom beispielsweise durch Windturbinen erzeugt und bei Solarenergie entsteht der Strom durch Photovoltaikzellen. Wasserstoff wird darüber hinaus als Gas gespeichert und kann in dieser Form für verschiedene Anwendungen verwendet werden.
Es kann zudem leicht gespeichert und in Gasleitungen eingespeist, in Tanks gelagert oder in speziellen Behältern transportiert werden. Andere Erneuerbare Energien müssen in der Regel in dem Moment verbraucht werden, in dem sie erzeugt werden, oder erfordern teure und komplexe Speichersysteme.
Durch die hohe Energiedichte im Vergleich zu Batterien, die häufig zur Speicherung von Strom aus erneuerbaren Quellen verwendet werden, ermöglicht Wasserstoff, große Energiemengen auf kleinem Raum zu speichern, was insbesondere im Verkehrssektor für einige Anwendungen von Vorteil sein kann.
Allerdings muss Wasserstoff in der Regel durch spezielle Herstellungsprozesse produziert werden, was im Gegensatz zu anderen Erneuerbaren Energien einen zusätzlichen Aufwand und Energiebedarf bedeutet.
Wie unterscheiden sich grüner, blauer und grauer Wasserstoff voneinander?
Grüner, blauer und grauer Wasserstoff sind Bezeichnungen, die auf die Art der Herstellung des Wasserstoffs hinweisen und aussagen, wie nachhaltig bzw. umweltfreundlich die Produktion ist.
Grüner Wasserstoff wird durch die Elektrolyse von Wasser hergestellt, wobei zusätzlich Strom aus Erneuerbaren Energien verwendet wird. Bei der Elektrolyse wird Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) aufgespalten, ohne dass schädliche Emissionen entstehen. Da bei der Herstellung von grünem Wasserstoff keine fossilen Brennstoffe oder nicht-erneuerbare Ressourcen verwendet werden, gilt grüner Wasserstoff als der nachhaltigste Typ Wasserstoff.
Grauer Wasserstoff wird durch die Dampfreformierung von Erdgas hergestellt, die das Methan im Erdgas mit Wasserdampf reagieren lässt, um Wasserstoff und CO2 zu produzieren. Bei diesem Prozess wird das entstandene CO2 normalerweise in die Atmosphäre abgegeben, was zu einem erheblichen Beitrag zur Treibhausgasemission führt. Grauer Wasserstoff ist die am weitesten verbreitete und kostengünstigste Methode zur Wasserstoffherstellung, aber auch die umweltschädlichste, da es nicht CO2-neutral ist.
Auch blauer Wasserstoff wird durch Dampfreformierung von Erdgas hergestellt. Jedoch wird das bei der Produktion entstehende CO2 erfasst und in unterirdischen geologischen Formationen gespeichert, anstatt es in die Atmosphäre abzugeben. Durch diese sogenannte CCS-Technologie kann die CO2-Emission erheblich reduziert werden, wodurch blauer Wasserstoff im Vergleich zu grauem Wasserstoff als umweltfreundlicher angesehen wird.
Gibt es Kritik an den Plänen der Nationalen Wasserstoffstrategie?
Da die Nationale Wasserstoffstrategie zunächst den Einsatz von blauem Wasserstoff vorsieht, kritisieren Umweltverbände den Ausstoß des bei der Herstellung entstehenden CO2 und vermuten „ein verlängerte Nutzung des fossilen Erdgases durch die Hintertür“. Zudem wird auf die schwer kalkulierbaren Folgen eine CO2-Speicherung im Boden hingewiesen.
