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Mit Wasserstoff durch die Energiewende: eine Branche mit Zukunft?

Die Wasserstofftechnologie gewinnt in der öffentlichen Wahrnehmung zunehmend an Boden, weil sie als eine der Lösungen für die grüne Energiewende gilt. Die Bundesregierung hat zu diesem Anlass noch einmal das Füllhorn ausgeschüttet und das Verfahren mit 9 Milliarden Euro neben den laufenden Förderprogrammen bezuschusst. Doch was macht Wasserstoff als Energieträger so attraktiv, wie kann Wasserstoff gewonnen und wie genutzt werden? Diese Fragen möchten wir in diesem Artikel klären.

Die Energiegewinnung durch Wasser ist nicht neu, wovon die gewaltigen Staudämme zeugen, die seit Ende des 19. Jahrhunderts überall in der Welt errichtet werden. Leider wird bei dieser Form der Energiegewinnung tief in das natürliche Ökosystem eingegriffen. Flüsse verändern ihren Lauf, Menschen müssen in Massen umgesiedelt werden und die Fische können nicht die einzelnen Staustufen überwinden.

All diese fundamentalen Probleme werden durch Wasserstoffenergie zunächst vermieden. Denn die technische Nutzung von Wasserstoff geht etwas anders von statten.

Wasserstoff könnte zukünftig via so genannter Brennstoffzellen diverse konventionelle Energieträger verdrängen. Wasserstoff dient dabei als Energiespeicher und könnte dann zum Beispiel zur dezentralen Strom- und Wärmebereitstellung genutzt werden. Auch als „Treibstoff“ für die immer größer werdende Elektromobilität (via Brennstoffzelle) ist Wasserstoff durchaus interessant. Hier vor allem für LKW oder in der Schifffahrt.

Die Technologie steckt jedoch noch in den Kinderschuhen

Wasser wird im Periodensystem als H2O definiert. Das bedeutet, es besteht aus einem Wasserstoffmolekül (H) und zwei Sauerstoffmolekülen (O). Im Periodensystem steht Wasserstoff (H) an erster Stelle und ist damit das Element mit der geringsten Atommasse.

Wasserstoff (H) befindet sich im Periodensystem an erster Stelle (oben links). © Pixabay, CC0

Interessanterweise besteht die Sonne zu 92,1 % aus Wasserstoff. Diese Tatsache lässt schon vermuten, welches starke Energiepotenzial im Wasserstoff verborgen liegt.

Wasserstoff kommt auf der Erde ausschließlich in gebundener Form vor. Die Energie wird freigesetzt, wenn Wasserstoff und Sauerstoff miteinander reagieren. Die Herausforderung besteht nun darin, dass bei der Abspaltung von Wasserstoff aus Wasser oder Methan und seiner Weiterverwendung teilweise mehr Energie benötigt als gewonnen wird, das heißt, noch rentiert sich diese Form der Energiegewinnung nicht unbedingt. Das sollen die laufenden Förderprogramme in Entwicklung und Forschung jedoch ändern.

Was zeichnet die Technologie aus?

Wird das Rentabilitätsproblem gelöst, dann winken großartige Vorteile, zumal sich Wasserstoff als die weltweit verbreitetste Substanz wunderbar in das Konzept der grünen Energiewende einbettet. Die Bundesregierung plant in diesem Zusammenhang eine Reduktion des CO2-Ausstoßes bis zum Jahr 2050 um 80 %. Dies sei auch als Wink mit dem Zaunpfahl gemeint, warum sich Aktien für erneuerbare Energien langfristig lohnen könnten.

Auch Wasserstoff ist eine regenerative Energiequelle, die im Gegensatz zu Sonne und Wind nicht an äußere Faktoren gebunden ist, sondern stets zur mehr oder weniger freien Verfügung steht. Der einzige Stoff, der bei der Energiegewinnung ausgestoßen wird, ist Wasserdampf, sodass weder die Umwelt geschädigt wird noch ein Treibhausgas in die Atmosphäre emittiert. Da Wasserstoff via Brennstoffzelle für das Elektroauto äußerst handlich ist, gilt er für die Mobilitätsbranche als Energieträger der Zukunft.

Bereits heute sind mit einer Brennstoffzelle auf Basis von Wasserstoff Reichweiten von 600 bis 800 Kilometer möglich. Die vorhandene Tankstelleninfrastruktur kann zum Auftanken genutzt werden. Dafür benötigt es lediglich eine zusätzliche Zapfsäule für Wasserstoff. Schließlich eignet sich das Element als Antriebsmittel für Fahrzeuge zu Wasser, zu Land und in der Luft und sein Wirkungsgrad ist deutlich höher als beim Verbrennungsmotor.

Hinzu kommt, dass Wasserstoff auch als Speichermedium genutzt werden kann. Hier ist er effizienter als eine Batterie, die mit der Zeit immer mehr an Energie verliert. Aktuell wird die Nutzung von Wasserstoff als Speicherquelle im Zusammenhang mit der Windenergie diskutiert. Der Gedanke ist folgender, dass der überschüssige Strom bei guten Windverhältnissen durch Wasserstoff aufgefangen werden kann und auf diese Weise nicht verloren geht. So kann sich die Windenergie auch bei länger andauernden Flauten rechnen.

Sieht so die Zukunft aus?

Ob Wasserstoff flächendeckend zur zukünftigen Energiequelle werden wird ist noch nicht mit Sicherheit zu sagen. Das Potential ist allerdings groß. Die Technologie ist in vielen Bereichen einsetzbar, emittiert keine Treibhausgase und steht technisch kurz vor dem rentablen Durchbruch.

Mit Hinblick auf die politischen Klimaziele und die staatliche Unterstützung in diesem Bereich könnte die Zukunft für und mit Wasserstoff recht „grün“ aussehen.

Bildverzeichnis:
Titelbild: Wasserstofftankstelle © Arturbraun, CC-BY-SA 4.0

Stephan Günther

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