Energiewende mit Wasserstoff – der Schlüssel zum Erfolg?
Im Klimaschutz und der Energiewende nimmt Wasserstoff eine zentrale Rolle ein. Dies spiegelt sich auch in der im Juni 2020 durch die Bundesregierung beschlossene nationale Wasserstoffstrategie wider. Haben Sie schon einmal etwas von blauem oder grünem Wasserstoff gehört? Mit unserem Blogbeitrag helfen wir Ihnen, den Gesprächen und Diskussionen fachkundig folgen zu können.
Wasserstoff = Flexibilität und Vielseitigkeit
Wasserstoff kann in Brennstoffzellen, als Basis für synthetische Kraftstoffe, als Brennstoff für Wärme und zur Langzeitspeicherung von erneuerbarem Strom zum Einsatz kommen. Zudem dient er als Rohstoff für wichtige chemische Produkte.
Um Dekarbonisierungsprozesse vollständig umsetzen zu können, gilt Wasserstoff gerade in Bereichen, in denen es auf hohe Temperaturen oder Energiedichten ankommt, als Schlüsselelement. Außerdem eignet sich das kleine Molekül für Bereiche, die sich mit Strom nur schwer oder nur mit sehr hohen Kosten klimaverträglich umgestalten lassen. So zum Beispiel die Stahlbranche, der Flugverkehr oder die Containerschifffahrt.
Die Wasserstoff-Farbenlehre
Wenn Sie die Gespräche über die Zukunft des Wasserstoffes in der Energie-, Mobilitäts- und Produktionswende verfolgen, werden Ihnen die Farben Grau, Blau, Türkis und Grün begegnen. Die verschiedenen Farben geben Auskunft über die Art und Produktion des Wasserstoffes.
Grauer Wasserstoff wird mit der sogenannten Dampfreformierung aus dem fossilen Brennstoff Erdgas gewonnen. Bei der Produktion einer Tonne Wasserstoff entstehen rund 10 Tonnen CO2, die ungenutzt in die Atmosphäre entweichen. Somit ist grauer Wasserstoff nicht CO2-neutral.
Blauer Wasserstoff entsteht, wenn das bei der Produktion entstandene CO2 nicht in die Atmosphäre entweicht. Stattdessen findet eine Einlagerung statt. Somit kann er bilanziell als CO2-neutral betrachtet werden. Wird die Vorkette des Erdgases in die Betrachtung miteinbezogen, ist die CO2-Neutralität nicht mehr gegeben, da die Förderung und der Transport CO2-Emissionen verursachen.
Türkiser Wasserstoff wird per Methanpyrolyse (= thermische Spaltung von Methan in einem Hochtemperaturreaktor) aus Erdgas hergestellt. Das Verfahren ist weniger energieeffizient als die Dampfreformierung. Dafür entsteht beim Produktionsprozess kein CO2. Stattdessen fällt fester Kohlenstoff an. Wie bei allen erdgasbasierten Verfahren treten in der Erdgas-Lieferkette erhebliche CO2- und Methanemissionen auf.
Grüner Wasserstoff ist frei von CO2-Emissionen, da die Herstellung zu 100 % aus erneuerbaren Energien erfolgt. Unter Verwendung von regenerativ erzeugtem Strom wird Wasser per Elektrolyse in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt.
Folglich ist der grüne Wasserstoff für eine „echte“ Energiewende maßgeblich. Aktuell ist er jedoch noch recht teuer und die hierzulande produzierten Mengen sind noch zu gering. Ein Import der fehlenden Mengen wäre mit zusätzlichen Kosten und Emissionen verbunden.
Ausblick
Die Zukunft des grünen Wasserstoffes wird von der Energiewende Strom mitbestimmt werden. Je mehr Einspeisung über Windkraft-, Sonnenkraftanlagen etc. erfolgt, desto mehr und günstiger kann grüner Wasserstoff produziert werden. Das bedeutet aber auch, dass Strom so günstig werden kann, dass er die Alternative zu den fossilen Brennstoffen beim Heizen oder der Warmwassererzeugung ist.