Fragen und Antworten Wasserstoff als Energie- und Hoffnungsträger
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25. August 2022, 08:30 Uhr
Die Bundesregierung bezeichnet Wasserstoff als ein "Schlüsselelement für die Energiewende". Seine Produktion kostet aber bisher noch zu viel Strom. Die Vor- und Nachteile des "Wundermittels" im Überblick.
Inhalt des Artikels:
- Was ist Wasserstoff und wo wird er bisher verwendet?
- Was sind die Vorteile von Wasserstoff, was die Nachteile?
- Warum ist Wasserstoff ein Hoffnungsträger?
- Kann Wasserstoff in Gaskraftwerken auch Erdgas ersetzen?
- Wo lässt sich grüner Wasserstoff im Verkehr einsetzen?
- Wieviel Wasserstoff wird Deutschland brauchen?
Was ist Wasserstoff und wo wird er bisher verwendet?
Auf der Erde kommt Wasserstoff (chemisches Symbol: H) nicht in Reinform vor, sondern nur in Verbindung mit anderen Elementen, vor allem mit Sauerstoff, nämlich als Wasser (H2O). Als Grundstoff für die chemische Industrie wird Wasserstoff schon lange verwendet, etwa zur Herstellung von Ammoniak, einer Ausgangsbasis für Düngemittel. Als Energieträger zur Stromerzeugung kommt Wasserstoff etwa in Autos mit Brennstoffzellen zum Einsatz.
Was sind die Vorteile von Wasserstoff, was die Nachteile?
Der entscheidende Vorteil von Wasserstoff ist, dass er praktisch unbegrenzt vorhanden ist – allerdings in der Regel in Form von Wasser. Auch entstehen bei der Verbrennung keine Schadstoffe, sondern ebenfalls nur Wasser.
Für die Gewinnung von reinem Wasserstoff durch die Aufspaltung von Wassermolekülen (Elektrolyse) wird allerdings relativ viel elektrische Energie benötigt. Für einen klimaneutralen Einsatz ist es wichtig, dass diese Energie aus regenerativen Quellen gewonnen wird. Nur dann handelt es sich um sogenannten "grünen" Wasserstoff.
Die Menge des regenerativ erzeugten Stroms in Deutschland reicht aber bisher bei weitem nicht einmal, um den normalen Stromverbrauch zu decken, der zudem durch E-Mobilität, Wärmepumpen und die Elektrifizierung von Industrieprozessen deutlich ansteigen wird. Während der Wasserstoffproduktion geht zudem noch viel Energie verloren, so dass häufig die direkte Verwendung von Ökostrom wirtschaftlicher ist.
Warum ist Wasserstoff ein Hoffnungsträger?
Wasserstoff gilt als wesentlicher Baustein für eine komplett klimaneutrale Energiegewinnung. Er soll Lücken schließen, weil nicht alles mit elektrischer Energie betrieben werden kann. Die Schwerindustrie und der Schwerlastverkehr ließen sich derzeit nur mit Wasserstoff klimaneutral gestalten, sagte der Chef des europäischen Windkraftverbandes Windeurope, Giles Dickson.
In der Stahlindustrie soll der Stoff künftig eine zentrale Funktion übernehmen: Bisher wird bei der Herstellung von Roheisen dem Eisenerz mit Kohlenstoff der Sauerstoff entzogen. Dafür soll künftig Wasserstoff genutzt werden. Dann ist das Abfallprodukt nicht mehr klimaschädliches CO2, sondern Wasser.
Kann Wasserstoff in Gaskraftwerken auch Erdgas ersetzen?
Die Planungen in Deutschland gehen in diese Richtung. Gaskraftwerke hatten bisher in Deutschland vor allem die Funktion, einspringen zu können, wenn regenerative Energien zeitweise nicht ausreichend vorhanden sind. Neue Gaskraftwerke sollen daher schon jetzt mit der Möglichkeit gebaut werden, dort später Wasserstoff zu verbrennen und damit die klimaneutrale Stromversorgung zu gewährleisten, wenn kein Wind weht und keine Sonne scheint.
Wo lässt sich grüner Wasserstoff im Verkehr einsetzen?
Potenziale für Wasserstoff gibt es vor allem dort, wo Elektromotoren kaum einsetzbar sind: in der Schiff- und Luftfahrt, aber auch bei schweren Lkw. Auch der Einsatz in Pkw mit Verbrennungsmotor wäre möglich – allerdings wird bisher für die Herstellung viel mehr Ökostrom benötigt, als wenn man damit direkt Auto-Batterien aufladen würde.
Ebenso kann Wasserstoff für Brennstoffzellen genutzt werden, in denen direkt Strom für Elektromotoren erzeugt wird. Allerdings sind bisher auch hier wie auch bei der Herstellung synthetischer Kraftstoffe die Umwandlungsverluste hoch.
Wieviel Wasserstoff wird Deutschland brauchen?
Für das Jahr 2030 geht die Wasserstoffstrategie der Bundesregierung von einem Bedarf von etwa 90 bis 110 Terawattstunden in Deutschland aus. Davon sollten den bisherigen Planungen zufolge bis zu 14 Terawattstunden durch neue Elektrolyseanlagen in Deutschland produziert werden.
Importe werden aber den überwiegenden Teil der Wasserstoffnachfrage decken müssen. Noch in diesem Jahr plant die Bundesregierung laut Koalitionsvertrag ein "ambitioniertes Update" der Strategie.
Quellen: AFP, dpa
Dieses Thema im Programm: MDR AKTUELL RADIO | 24. August 2022 | 10:30 Uhr
