W O C H E D E S W A S S E R S T O F F S N O R D
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Wasserstoff – regenerative
Energie aus der Nordsee
Was Jules Verne bereits im
Jahre 1870 in seinem spannenden
Roman „Die geheimnisvolle
Insel“ schrieb, ist längst auf dem
besten Wege zur Realität. Heute
ist Wasserstoff einer der großen
Hoffnungsträger für eine zeitnahe
Energiewende, denn Wasserstoff
ist das am häufigsten vorkommende
Element unseres Universums.
Zusammen mit dem Element Sauerstoff
bildet es – aus zwei Atomen
Wasserstoff und einem Atom
Sauerstoff – unser Wasser: H2O.
WASSERSTOFF ALS UMWELTFREUNDLICHER
ENERGIETRÄGER
Man unterscheidet zwischen grünem,
grauem, blauem, türkisem
und weißem Wasserstoff. Damit
ist aber nicht etwa die Farbe des
Elements gemeint, sondern die
Farbe kennzeichnet die Methode
seiner Herstellung:
Grüner Wasserstoff wird gewonnen,
indem man Wasser durch
Elektrolyse in Wasserstoff und
Sauerstoff zerlegt. Der Strom dazu
kommt ausschließlich aus erneuerbaren
Energien, die Methode ist
deshalb völlig CO2-neutral.
Grauer und blauer Wasserstoff
dagegen basiert auf fossilem
Brennstoff: Erdgas wird unter Einsatz
von Hitze in Kohlenstoffdioxid
(CO2) und Wasserstoff umgewandelt.
Dabei entstehen pro einer
Tonne gewonnenem Wasserstoff
alleine zehn Tonnen CO2. Bei der
grauen Herstellungsmethode wird
es ungenutzt in die Atmosphäre
abgegeben und verstärkt den Treibhauseffekt
massiv. Bei der blauen
Methode wird das entstandene
CO2 gelagert, es behält also seinen
erheblichen CO2 -Fußabdruck.
Türkiser Wasserstoff wird über die
thermische Spaltung von Methan
gewonnen. Anstelle von CO2 entsteht
dabei ein fester Kohlenstoff.
Um die Produktion CO2-neutral zu
gestalten, muss die Wärmeversorgung
des Hochtemperaturreaktors
mit Erneuerbaren Energien erfolgen
und die dauerhafte Bindung
des entstehenden Kohlenstoffs
gewährleistet sein.
Weißer Wasserstoff ist der natürlich
vorkommde Wasserstoff, der
mithilfe von Frackingtechnologien
gewonnen wird. Er wird allerdings
kaum eine Rolle spielen.
Animation einer Offshore Windkraftanlage vor Helgoland. Ihre Aufgabe:
die dezentrale Herstellung von Wasserstoff mittels modularer Elektrolyseure. Foto: AdobeStock
Noch ist Wasserstoff teurer als
klassische Energieträger – aber
das ist am Anfang bei den meisten
innovativen Technologien
so. Inzwischen haben deutsche
Forschungseinrichtungen und
Industrieunternehmen in der
Brennstoffzellen- und Wasserstofftechnologie
eine internationale
Spitzenstellung erreicht. Durch
verstärkte Forschung und Innovationsförderung
wird es deshalb gelingen,
die Kosten deutlich weiter
zu senken.
ENERGIETRÄGER MIT ZUKUNFT
Die Einsatzmöglichkeiten für
Wasserstoff sind vielfältig. Für die
Industrie z.B. werden wasserstoffbetriebene
Gasturbinen erforscht.
In Brennstoffzellen ist er für Automobile
oder Busse nutzbar, denn
mit Wasserstoff kann man nicht
nur emissionsfrei fahren, sondern
– im Gegensatz zu elektrisch betriebenen
Fahrzeugen – auch lange
Strecken zurücklegen und den Wagen
schnell betanken. Die ersten,
serienmäßig hergestellten Wasserstoff
Fahrzeuge sind bereits auf
dem Markt, weitere werden folgen.
Geplant ist, dass in Deutschland
bis 2030 knapp zwei Millionen
dieser umweltfreundlichen Autos
unterwegs sein werden.
WASSERSTOFF AB LAGER
Gasförmiger Wasserstoff lässt sich
nach dem Verdichten in speziellen
Tanks speichern, ist also ideal für
mobile Anwendungen wie in PKW
und Nutzfahrzeugen. Für die Überbrückung
längerer Strecken bieten
sich Pipelines an – vor allem dort,
wo an der Verbraucherseite permanent
Wasserstoff abgenommen
wird.
Wasserstofftransport in Tankwagen
Foto: AdobeStock
Wasserstoff kann auch in flüssiger
Form gelagert und transportiert
werden. Der Energiebedarf dafür
ist allerdings sehr hoch, denn das
Element muss auf -252 °C heruntergekühlt
werden, bevor es flüssig
wird. Außerdem müssen die Tanks
aufwendig isoliert werden um die
Temperatur zu halten.
Eine weitere Möglichkeit ist die
Bindung des Wasserstoffes an
einen flüssigen organischen Träger
(LOHC = Liquid Organic Hydrogen
Carrier). Am Nutzungsort wird
dann der Wasserstoff durch Dehydrierung
wieder vom LOHC getrennt.
Das Trägermaterial wird
mehrfach wiederverwendet. Durch
dieses Verfahren lässt sich Wasserstoff
wie Diesel behandeln – für die
Logistik können sogar bestehende
Infrastrukturen problemlos genutzt
werden. (GA)
»Das Wasser ist die Kohle der Zukunft. Die Energie von
morgen ist Wasser, das durch elektrischen Strom zerlegt
worden ist. Die so zerlegten Elemente des Wassers,
Wasserstoff und Sauerstoff, werden auf unabsehbare
Zeit hinaus die Energieversorgung der Erde sichern.«
Jules Verne 1828 - 1905