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Auf dem Weg in eine klimaneutrale Zukunft liegen große Hoffnungen auf Wasserstoff als wichtigem Baustein der Energiewende. Er ist äußerst energiereich, lässt sich gut speichern und als chemischer Energieträger vielfältig einsetzen. Wie aber kann die Wasserstoffwirtschaft der Zukunft aussehen? Welche Mengen braucht es und welche Infrastruktur passt?

Die EU hat sich mit dem Green Deal das Ziel gesetzt, bis 2050 so viele Treibhausgase zu vermeiden, wie sie emittiert und damit treibhausgasneutral zu werden. Seit der Verabschiedung des Klimaschutzgesetzes 2021 durch das Europäische Parlament und den Rat sind die Klimaziele auch gesetzlich verankert und das EU-Zwischenziel für die Emissionsminderung bis 2030 wurde von 40 % auf mindestens 55 % angehoben. Das unter dem Namen „Fit for 55" bekannte Gesetzespaket umfasst Regelungen, die Europa auf diesen Weg bringen sollen. Diese politischen Entscheidungen haben in den letzten zwei bis drei Jahren europa- und weltweit das Fundament für mittlere bis große Wasserstoffprojekte gelegt.

Die Zielmarke ist also gesetzt. Klar ist: Grüner Strom wird in diesem System sicher eine Schlüsselfunktion einnehmen, und seine direkte Nutzung ist unbestritten eine besonders effiziente Lösung. Wind und Sonne sind jedoch schwankende Energiequellen und stehen nicht immer zur Verfügung. Zudem ist Strom nur mit großem Aufwand speicherbar. Ein weiteres Argument ist, dass eine moderne Industriegesellschaft, wie beispielsweise Deutschland, sehr große Mengen erneuerbare Energien benötigt, die sich nicht mit national vorhandenen Potenzialen decken lassen. Hier kommt der Wasserstoff ins Spiel: Erneuerbare Energie kann als Wasserstoff in chemischer Form gespeichert werden, ist so über lange Zeiträume speicherbar, jederzeit verfügbar und kann über weite Strecken transportiert werden. Damit bietet Wasserstoff die Möglichkeit, die Erneuerbaren zeit- und ortsunabhängig zu nutzen.

Neu ist Wasserstoff als energiereicher Grundstoff nicht. Eingesetzt wird er bereits heute in großen Mengen in Raffinerien, in der chemischen und petrochemischen Industrie und teilweise auch in der Stahlindustrie. Dieser Wasserstoff wird bisher überwiegend aus Erdgas in einer Dampfreformierung erzeugt, bei der der im Erdgas enthaltene Kohlenstoff zu klimaschädlichem CO2 oxidiert und in die Atmosphäre emittiert wird. Genau das soll sich in Zukunft mit low-carbon Wasserstoff ändern.
Low-carbon Wasserstoff hat im Vergleich zu Wasserstoff, der mit konventionellen Verfahren aus fossilen Energieträgern hergestellt wird, einen deutlich geringeren CO2-Fußabdruck (Carbon Footprint). Dazu gehören z. B. grüner und blauer Wasserstoff.

Grüner Wasserstoff wird durch die Zerlegung von Wasser mit erneuerbarem Strom erzeugt, wobei die elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt wird. Die energetische Effizienz dieser Umwandlung liegt zwischen 60 und 70 %. Diesem Verlust an Primärenergie steht gegenüber, dass sich der erzeugte Wasserstoff im Gegensatz zum Strom speichern lässt und jederzeit verfügbar ist.

Blauer Wasserstoff wird durch die beschriebene Erdgasreformierung hergestellt, nur mit dem Unterschied, dass das dabei anfallende CO2 nicht in die Atmosphäre entlassen, sondern abgetrennt und dauerhaft gespeichert wird. Der Vorteil dieses Verfahrens gegenüber der Elektrolyse ist der deutlich geringere Energieaufwand, da das Erdgas bereits einen hohen Energiegehalt mitbringt.

Insgesamt ist blauer Wasserstoff in der Größenordnung der benötigten Mengen deutlich schneller realisierbar als grüner Wasserstoff, so dass sich zeitnah große Mengen an Treibhausgasemissionen einsparen lassen. Demgegenüber besteht der Nachteil, dass das abgetrennte CO2 dauerhaft und sicher verschlossen gelagert werden muss. Grüner und blauer Wasserstoff stehen also nicht im Widerspruch zueinander. Vielmehr lassen sie sich komplementär nutzen: Die schnellere, blaue Lösung bietet Versorgungssicherheit und zeitnahe Emissionseinsparungen, die grüne, fossilfreie Lösung ebnet den Weg in eine nachhaltige Zukunft.

Was soll sich in Zukunft mit low-carbon Wasserstoff ändern?

Was ist der Vorteil von Wasserstoff im Gegenteil zu direkt erzeugtem Strom aus Solar- und Windenergie.