Grüner Wasserstoff: 3 Einsatzbereiche für den Energieträger der Zukunft
Grüner Wasserstoff gilt als große Hoffnung im Kampf gegen den Klimawandel. Als emissionsfreier Energieträger soll er eine Alternative zu Erdgas und Co. bieten. Doch wo genau kann grüner Wasserstoff nutzbringend eingesetzt werden?
„Investitionen in Wasserstoff sind eine Investition in unsere Zukunft. In Klimaschutz, in qualifizierte Arbeitsplätze und die Energieversorgungssicherheit“, ließ Bundeswirtschaftsminister Robert Habeck verlauten, als die Bundesregierung im Jahr 2023 ihre Nationale Wasserstoffstrategie vorstellte. Das klare Signal dabei: Wasserstoff soll zukünftig eine wichtige Rolle als Energieträger spielen. Doch Wasserstoff ist nicht gleich Wasserstoff. Die einzige Variante, die wirklich emissionsfrei ist und somit zu einer klimaneutralen Zukunft beitragen kann, ist der grüne Wasserstoff.
Was ist grüner Wasserstoff und wie wird er hergestellt?
Wasserstoff gibt es zwar nicht in allen Formen, dafür aber in nahezu allen Farben. Ob er als grau, blau, grün oder andersfarbig bezeichnet wird, hängt von der Herstellungsweise ab. Grauer Wasserstoff etwa wird mittels Dampfreformierung hergestellt – meist aus fossilem Erdgas. Dabei entsteht jede Menge klimaschädliches CO₂, das in die Atmosphäre abgegeben wird. Grüner Wasserstoff hingegen entsteht bei der Elektrolyse von Wasser. Dabei wird das Wasser (H₂O) mithilfe von Strom in seine Bestandteile Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O) zerlegt. Wirklich grün ist der Wasserstoff aber nur dann, wenn dabei ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energien wie der Wind- oder Sonnenenergie verwendet wird.
Grüner Wasserstoff: Wo wird er eingesetzt?
Schön und gut, dass grüner Wasserstoff emissionsfrei ist. Damit man seine Potenziale aber voll ausschöpfen kann, muss er auch richtig eingesetzt werden. Dort, wo es möglich ist, Strom aus erneuerbaren Energien direkt zu nutzen, macht der Einsatz von Wasserstoff beispielsweise keinen Sinn, da die Herstellung sehr energieintensiv ist. Die direkte Stromnutzung ist in dem Falle wesentlich energieeffizienter.
Grüner Wasserstoff in der Stromversorgung
Der Strom, den wir verbrauchen, soll zukünftig vor allem aus Windkraft- und Photovoltaik-Anlagen stammen. Und obwohl es energieeffizienter und auch ressourcenschonender ist, diesen direkt zu nutzen, spielt grüner Wasserstoff dabei eine wichtige Rolle, denn Wind und Sonne liefern uns nicht rund um die Uhr Strom. Wenn wetterbedingt mal nicht genügend Strom produziert werden kann, soll grüner Wasserstoff zum Beispiel in Gaskraftwerken zur Stromproduktion eingesetzt werden, um den akuten Bedarf decken zu können. Dafür könnte er immer dann hergestellt werden, wenn wir mal nicht so viel Strom verbrauchen, wie gerade von Windrädern und PV-Anlagen produziert wird. So lässt sich zugleich der schwankende Stromverbrauch ausgleichen. Im Rahmen der Stromversorgung könnte grüner Wasserstoff also als Stromspeicher fungieren, der dazu beiträgt, die Versorgungssicherheit zu gewährleisten.
Grüner Wasserstoff in der Stahl- und Chemieindustrie
Dass die hohen CO₂-Ausstöße der Industrie eine der größten Herausforderungen auf dem Weg zur Klimaneutralität sind, ist nichts Neues. Hierzulande ist insbesondere die Stahlindustrie daran mitverantwortlich. Fast 30 Prozent der industriellen CO₂-Emissionen gehen auf ihr Konto. Für einen Großteil des Ausstoßes sorgt dabei die Reduktion von Eisenerz zu Eisen mithilfe von Kohle im Hochofen, wobei unablässig CO₂ freigesetzt wird. Nutzt man statt Kohle aber grünen Wasserstoff für den Prozess, entweicht statt CO₂ nur noch Wasserdampf. In der Praxis kommen solche Verfahren zwar bisher nur selten zum Einsatz, doch die Hoffnung ist groß, dass mithilfe von grünem Wasserstoff zukünftig vielerorts grüner Stahl produziert werden kann.
Ähnlich groß sind die Potenziale von grünem Wasserstoff in der chemischen Industrie. Das liegt vor allem daran, dass es Wasserstoff für die Produktion von Grundstoffen wie Ammoniak und Methanol braucht, die dann beispielsweise zu Kunststoffen, Körperpflege- und Arzneimitteln weiterverarbeitet werden. Dafür wird derzeit fast ausschließlich grauer Wasserstoff verwendet, der aus fossilen Rohstoffen hergestellt wird. Etwa die Hälfte der kompletten Treibhausgasemissionen der Chemieindustrie geht darauf zurück. Heißt im Umkehrschluss: Durch die Umstellung auf grünen Wasserstoff allein, ließen sich die Treibhausgase in der Chemiebranche halbieren.
Grüner Wasserstoff im Verkehr
Vorweg: Auch im Verkehr gilt, dass Strom aus erneuerbaren Energien überall dort, wo er direkt eingesetzt werden kann, idealerweise auch zum Einsatz kommt. Pkw, Motorrad und Co. fahren also am besten batteriebetrieben. Es gibt aber Fortbewegungsmittel, bei denen das nicht so einfach möglich ist – und zwar jene, die besonders viel Energie benötigen oder weite Strecken zurücklegen müssen. Dazu zählen zum Beispiel Flugzeuge: Batterien, deren Kapazität für einen ganzen Flug ausreichen würde, wären viel zu groß und schwer, um mit ihnen durch die Lüfte zu gleiten. Gleiches gilt auch für Schiffe, auch wenn diese eher sinken würden als abzustürzen. Sowohl in der Schifffahrt als auch im Luftverkehr liegen die Hoffnungen daher auf grünem Wasserstoff. Dieser kann unter anderem in einer Brennstoffzelle zur Erzeugung von Strom für den Betrieb eines Elektromotors genutzt werden. Noch vielversprechender sind aber andere Technologien im Entwicklungsstadium. In Flugzeugen etwa könnte zukünftig mithilfe von grünem Wasserstoff sogenanntes Power-to-Liquid-Kerosin (PtL) hergestellt werden. Der Wasserstoff ermöglicht es dabei, den Kraftstoff aus dem CO₂ der Umgebungsluft zu gewinnen.
Grüner Wasserstoff bisher noch Zukunftsmusik
Das Potenzial von grünem Wasserstoff scheint enorm. Man sollte aber nicht vergessen, dass seine Herstellung äußerst energieintensiv ist und der nötige Strom aus erneuerbaren Energien in anderen Bereichen gebraucht wird. Nicht umsonst sucht die Bundesregierung nach Lieferanten von grünem Wasserstoff außerhalb der Bundesrepublik. Hinzu kommt, dass sich viele der Technologien, die grünen Wasserstoff effektiv nutzbar machen sollen, noch im Entwicklungsstadium befinden. Bis grüner Wasserstoff also wirklich den Erfolg bringt, den er verspricht, ist es noch ein langer Weg.
