Berlin
Erneuerbare Energien

Batterieersatz und PKW-Antrieb: Ist Wasserstoff der Energieträger der Zukunft?

Wasserstoff könnte der Energieträger der Zukunft sein. Auch die Regierung konnte Streitpunkte über die Wasserstoffstrategie aus dem Weg räumen. Doch die Gewinnung von Wasserstoff hat auch seine Schwierigkeiten.
 
Bisher werden nur wenig Autos mit Wasserstoff angetrieben. Kann sich das bald ändern? Foto: FOTO Mercedes/dpa

Wasserstoff (H) ist ein Gas, das in der Natur nur gebunden vorkommt. Zum Beispiel in Wasser (H2O) oder Methan (CH4). Es ist farb- und geruchslos und nicht giftig. Bei der Verbrennung von Wasserstoff entstehen keine Abgase, die der Umwelt schaden, abgesehen von geringen Mengen an Stickoxiden.

Schon lange wird versucht, das chemische Element als Energieträger zu verwenden. Wasserstoff kann in der Industrie fossile Brennstoffe, sowie Grundstoffe ersetzen. Außerdem kann es auch als Speichermedium eingesetzt werden.

Aktuelles Konjunkturpaket: Nationale Wasserstoffstrategie

In dem neuen Konjunkturpaket, das letzten Mittwoch (03.06.20) beschlossen wurde, gab die Bundesregierung auch das Versprechen, eine "Wasserstoffstrategie" vorzulegen. Laut dem Handelsblatt liegt diese nun vor.

Dabei heißt es unter anderem, dass sieben Milliarden Euro für den Hochlauf von Wasserstofftechnologien auf dem deutschen Markt zur Verfügung gestellt werden sollen. Bis zum Jahr 2030 soll die Leistung der Elektrolyse, also dem Zersetzen von Wasserstoff, schon bei fünf Gigawatt liegen.

Auch wolle man vor allem die Nachfrage der Industrieprodukte bestärken, die durch emissionsarme Vorgänge und Nutzung von Wasserstoff hergestellt werden. Denn unter anderem kann Wasserstoff auch in der Stahlindustrie zum Einsatz kommen. Es könnte die konventionelle Hochofenmethode ablösen und somit laut br.de 95 Prozent der CO2-Emissionen einsparen.

Die Farbenlehre des Wasserstoffs

Es gibt grauen, blauen, türkisen und grünen Wasserstoff. Dabei bezieht sich die Bezeichnung aber nicht auf die tatsächliche Farbe, sondern auf die Gewinnung und Umweltbilanz. "Grauer Wasserstoff" wird meist durch die Umwandlung von Erdgas in Wasserstoff und CO2 hergestellt. Das Kohlenstoffdioxid wird einfach in die Umwelt abgegeben und verstärkt somit den Treibhauseffekt.

Bei "blauem Wasserstoff" läuft die Herstellung wie beim "grauen Wasserstoff" ab, doch das übrige CO2 wird abgespeichert. Man nennt das auch CCS (Carbon Capture and Storage). Wird das Gas durch eine thermische Spaltung von Methan hergestellt, nennt man ihn laut dem Bundesministerium für Bildung und Forschung "türkisen Wasserstoff". Dabei entsteht kein CO2, sondern fester Kohlenstoff. Auch hier sollte die Wärmeversorgung durch erneuerbare Energiequellen gedeckt werden.

Gewinnt man Wasserstoff durch eine Elektrolyse von Wasser mit Hilfe von Ökostrom, nennt man ihn "grünen Wasserstoff". Doch dabei gehen laut klimareporter.de fast 30 Prozent an Energie verloren. Außerdem kostet die Bereitstellung von grünem Wasserstoff auch am meisten. Aber er sei der einzige, der wirklich eine sinnvolle Alternative darstellt.

Wasserstoff als Energieträger

Einsatzgebiete von Wasserstoff:

  • Fortbewegungsmittel: PKWs mit Brennstoffszellen, Stadtbusse mit Wasserstoffverbrennnungsmotoren, Straßenbahnen, LKWs, Lokomotiven, Wasserstoff-Flugzeuge und Schiffe
  • Stationäre Anwendungen: Brennstoffzellen als Heizkraftwerke, Minibrennstoffzellen als Batterieersatz in Elektrogeräten, mobile Energiestationen oder Notstromaggregate

Vorteile:

  • Es lässt sich komprimiert oder als tiefgekühlte Flüssigkeit leicht transportieren
  • Kaum Schadstoffemissionen 
  • Kann durch niedrige Dichte in großen Mengen gespeichert werden
  • keine Resourcenprobleme, denn kein Element kommt häufiger auf der Erde vor
  • mit Hilfe von Wasserstoff lässt sich überschüssige Energie aus Solar- oder Windkraftanlagen speichern
  • Für eine Explosion durch Wasserstoff, braucht es eine Wasserstoffkonzentration von mindestens vier Prozent in der Luft - damit wäre gerade eine Explosion beim Tanken von Wasserstoff sehr unwahrscheinlich

Nachteile:

  • Ist geruchs-, geschmacks- und farblos - eine Ausströmung wird also unter Umständen nicht so schnell bemerkt
  • Tiefkühlung benötigt viel Energie, da es erst bei minus 253 Grad Celsius flüssig wird
  • Es kann sich beim Ausströmen entzünden, beispielsweise durch elektrostatische Vorgänge

 

Fazit: Noch ist Wasserstoff als Energieträger noch nicht etabliert. Es gibt zwar bereits Autos mit Wasserstoffantrieb, aber diese sind noch relativ teuer. Auch beispielsweise Tankstellen für Wasserstoff sind noch nicht so weit verbreitet. Trotzdem hat Wasserstoff durchaus Potenzial und könnte sich als Energieträger positiv auf die Umwelt auswirken.

 

 

 

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