Welche Rolle spielt Wasserstoff in der Energiewirtschaft?

1. Einleitung

Wasserstoff gilt als vielseitiger Energieträger, der in verschiedenen Bereichen der Energiewirtschaft eingesetzt werden kann. Ursprünglich als „Energieform der Zukunft“ bezeichnet, hat sich seine Rolle durch technische und wirtschaftliche Herausforderungen relativiert. Dennoch bleibt Wasserstoff ein wichtiger Baustein der Energiewende, insbesondere in Bereichen, die schwer elektrifizierbar sind.

2. Wie wird Wasserstoff hergestellt?

Wasserstoff ist kein Primärenergieträger, sondern ein Energieträger, der aus anderen Energiequellen erzeugt werden muss.

2.1 Arten der Wasserstoffherstellung

Grauer Wasserstoff: Herstellung durch Dampfreformierung von Erdgas.

  • Nachteil: Hohe CO₂-Emissionen.

 

Blauer Wasserstoff: Wie grauer Wasserstoff, jedoch mit CO₂-Abscheidung und -Speicherung (CCS).

  • Nachteil: CO₂-Abscheidung ist teuer und technisch anspruchsvoll.

 

Grüner Wasserstoff: Elektrolyse mit erneuerbarem Strom.

  • Vorteil: CO₂-frei und nachhaltig.
  • Nachteil: Hoher Energiebedarf (ca. 3 kWh Strom für 1 kWh Wasserstoff).

3. Einsatzbereiche von Wasserstoff

3.1 Industrie

  • Stahlerzeugung: Wasserstoff ersetzt Kohle und Koks in der Stahlproduktion (z. B. „grüner Stahl“).
  • Chemische Industrie: Nutzung in der Ammoniak- und Methanolproduktion.

3.2 Verkehr

  • Schwerlastverkehr: Lkw und Züge auf nicht elektrifizierten Strecken.
  • Schifffahrt und Luftfahrt: Wasserstoff oder synthetische Kraftstoffe auf Basis von Wasserstoff.

3.3 Energieversorgung

  • Energiespeicherung: Überschüssiger Strom aus erneuerbaren Energien wird in Wasserstoff umgewandelt (Power-to-Gas).
  • Gaskraftwerke: Nutzung von Wasserstoff zur Bereitstellung von Spitzenlastenergie.

4. Potenziale und Herausforderungen

4.1 Vorteile von Wasserstoff

  • Vielseitigkeit: Einsetzbar in vielen Sektoren, wo Elektrifizierung schwer umsetzbar ist.
  • Langfristige Speicherung: Ermöglicht saisonale Speicherung von erneuerbaren Energien.
  • Klimaneutralität: Bei Verwendung von grünem Wasserstoff.

4.2 Nachteile von Wasserstoff

  • Energieverluste: Hohe Energieverluste bei Erzeugung, Speicherung und Transport.
  • Kosten: Grüner Wasserstoff ist derzeit teuer (ca. 3–6 €/kg).
  • Infrastruktur: Aufbau von Wasserstoffnetzen und Speicherkapazitäten erfordert enorme Investitionen.
  • Sicherheitsrisiken: Wasserstoff ist hochentzündlich.
  • Er kann durch kleinste Lecks entweichen.

5. Auswirkungen von Wasserstoff auf das Klima

5.1 Wasserstoff in der Atmosphäre

  • Flüchtigkeit: Wasserstoffmoleküle können durch Lecks in die Atmosphäre entweichen.
  • Reaktion mit Methan: Freigesetzter Wasserstoff kann die Zersetzung von Methan in der Atmosphäre verzögern, da beide mit Hydroxylradikalen reagieren.
  • Indirekte Erwärmung: Die Anreicherung von Wasserstoff in der Atmosphäre könnte indirekt zur Erwärmung beitragen.

5.2 Klimafreundlichkeit

Der positive Klimaeffekt hängt stark davon ab, wie der Wasserstoff hergestellt wird. Grauer oder blauer Wasserstoff bleibt problematisch, während grüner Wasserstoff klimafreundlich ist.

6. Fazit: Die Rolle des Wasserstoffs in der Energiewirtschaft

Wasserstoff ist kein Allheilmittel, sondern ein gezielt einsetzbarer Baustein der Energiewende. Seine Hauptrolle liegt in Bereichen, die schwer zu elektrifizieren sind, wie Schwerindustrie, Schifffahrt und Luftfahrt. Als Energiespeicher kann Wasserstoff zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen.

 

Kernpunkte:

  • Grüner Wasserstoff ist der Schlüssel zu einer klimafreundlichen Nutzung, jedoch bleibt seine Produktion energieintensiv und teuer.
  • Die Sicherheits- und Klimarisiken des großflächigen Einsatzes müssen weiter erforscht und minimiert werden.

 

Schlussfolgerung: Wasserstoff ist eine vielversprechende, aber begrenzte Lösung, die durch Effizienzsteigerungen und den Ausbau erneuerbarer Energien ergänzt werden muss.