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Was ist grüner Wasserstoff?
Die Suche nach skalierbaren, erschwinglichen und emissionsfreien Energieformen ist heute eine globale Priorität. Die Internationale Energieagentur (IEA) sagt voraus, dass unsere Energienachfrage bis 2040 um 25-40 % steigen wird - was den Klimawandel und seine Auswirkungen nur noch verschärfen wird, wenn wir keine neuen emissionsfreien Alternativen finden.
Drei nachhaltige Energiequellen bieten potenzielle Lösungen. Erneuerbare Energien, Biokraftstoffe (Bioethanol und Biodiesel aus Pflanzen, landwirtschaftlichen, häuslichen oder industriellen Abfallprodukten) und grüner Wasserstoff (GH2).
Wasserstoff hat zwar nicht die gleiche Energiedichte wie Benzin, Diesel oder andere Kohlenwasserstoffe, die wir als Kraftstoff verwenden, aber er ist in großen Mengen im Packeis, in den Ozeanen, Flüssen, Seen und in der Atmosphäre vorhanden und daher vielversprechend. Es ist ein universeller, leichter und hochreaktiver Kraftstoff, aber es ist schwierig, ihn in einer brauchbaren Form zu gewinnen. Wichtig ist, dass der Gewinnungsprozess nicht zu weiterenCO2-Emissionen führen darf, wenn Wasserstoff eine neue Energiequelle für das Netto-Nullzeitalter werden soll.
Eine praktikable Lösung?
Der größte Teil des für Energiezwecke genutzten Wasserstoffs ist mit 99,9 % "grauer Wasserstoff", der durch die Dampfreformierung von Erdgas gewonnen wird. Dieser Prozess erzeugt relativ hohe Kohlenstoffemissionen, und zertifizierter grüner Wasserstoff muss eine Emissionsreduzierung von 60-70 % unter der des grauen Wasserstoffs erreichen.
Bei der Herstellung von grünem Wasserstoff wird Wasser durch Elektrolyse in Wasserstoff aufgespalten. Wenn dieser Prozess mit erneuerbarer Energie betrieben wird, nähern wir uns dem idealen Ergebnis: ein wirklich nachhaltiger Kraftstoff, nachhaltig produziert. Die Produktionskosten sind jedoch hoch (6 $/kg im Jahr 2015). Sobald diese Kosten auf den Schwellenwert von 2 $/kg sinken (für 2025 prognostiziert), könnte grüner Wasserstoff eine wettbewerbsfähige Kraftstoffquelle werden. Goldman Sachs prognostiziert, dass der Markt für grünen Wasserstoff bis 20501 einen Wert von 1 Billion Dollar pro Jahr erreichen könnte, da immer mehr Investitionen in diesem Sektor getätigt werden, um die Nachfrage nach nachhaltigen Energiequellen zu decken.
Die Einsatzmöglichkeiten von grünem Wasserstoff sind vielfältig. Für schwer zu elektrifizierende Industriezweige wie die Zement- und Stahlproduktion ist grüner Wasserstoff eine ideale Lösung für ihren hohen Energiebedarf auf Kohlenstoffbasis. Wasserstoff-Brennstoffzellen können für den Antrieb von Lkw- und Pkw-Motoren verwendet werden, und Airbus entwickelt bereits wasserstoffbetriebene Flugzeuge, auch wenn deren Einsatz nicht vor 2050 zu erwarten ist.
GH2 könnte auch zum Heizen und Kochen in Privathaushalten und Unternehmen verwendet werden, wobei die britische Regierung vorschlägt, ihn bis 2050 als alternative Energiequelle für die meisten britischen Haushalte zu nutzen. Grüner Wasserstoff könnte über das bestehende Erdgasnetz transportiert werden, wenngleich einige Pipelines aufgerüstet werden müssten. GH2 kann auch die Engpässe bei der Stromversorgung aus erneuerbaren Energiequellen ausgleichen; wenn der Wind nicht weht oder die Sonne nicht scheint, könnte GH2 einen Teil der Grundlastkapazität abdecken.
Die Entwicklung eines wirklich umweltfreundlichen Wasserstoffproduktionssystems in großem Maßstab und eines Übertragungsnetzes, das den Kraftstoff an die Orte bringt, die ihn benötigen, ist mit zahlreichen Herausforderungen verbunden. Angesichts der Dringlichkeit des Klimawandels ist es jedoch verständlich, dass so viele Forscher und Versorgungsunternehmen bereits erforschen, wie diese vielversprechende Energiequelle in großem Maßstab nutzbar gemacht werden kann.
