Wasserstoff: Definition, Vorteile, Herausforderungen

Ich stelle immer wieder fest, dass Energiequellen mit Energieträgern verwechselt werden: Im Gegensatz zu Öl und Gas ist Wasserstoff kein Bodenschatz und auch keine regenerative Energieform wie Wind, Sonne oder Wasserkraft. Wasserstoff ist einfach nur ein Speichermedium. Man kann Energie auch in Steinen speichern oder in Wasser oder in ganzen Gebäuden. Ich glaube auch, dass der Wasserstoff einen Teil seines guten Images seinem Namen zu verdanken hat: Ein Stoff aus Wasser sozusagen, das kann nur sauber sein.

Dabei weist der gasförmige Wasserstoff tatsächlich spezielle Eigenschaften auf, die sehr vorteilhaft sind:

• Erstens die hohe Energiedichte: Auf relativ kleinem Raum kann relativ viel Energie gespeichert werden.
• Zweitens kann Wasserstoff mit Hilfe von elektrischer Energie hergestellt werden (via Elektrolyse). Mit anderen Worten: Elektrische Energie kann in Form von Wasserstoff gespeichert werden.
• Drittens funktioniert der Prozess auch umgekehrt (via Brennstoffzelle): Man kann aus Wasserstoff wieder elektrische Energie erzeugen.
• Viertens: Aus Wasserstoff kann auch Methan (CH₄) hergestellt werden. Erdgas sozusagen, nur eben nicht fossil. Die Methanisierung erfolgt unter Zugabe von CO₂, das aus anderen technischen Prozessen oder auch aus der Atmosphäre entnommen wird. Methan wird in grossen Mengen für die industrielle Prozesswärme benötigt, speziell für Temperaturen über 1’000 °C (Metallbearbeitung, Glas- und Keramikherstellung etc.). Zukünftig kann dieses sogenannte EE-Gas CO₂-neutral verbrannt werden.
• Und fünftens gibt es noch eine ganz spezielle Anwendung: Wasserstoff kann in der Stahlerzeugung zur sogenannten Direktreduktion verwendet werden. Damit sind gegenüber der heute üblichen Verwendung von Kohle enorme CO₂-Einsparungen möglich. Also doch eine ganze Menge an Vorteilen.

Da wir die Nutzung erneuerbarer Energien noch massiv ausbauen werden, um fossilfrei leben und wirtschaften zu können, werden wir zwangsläufig (viel) überschüssige elektrische Energie erhalten, mit Hilfe derer sinnvollerweise (ebenfalls viel) Wasserstoff erzeugt wird. Wir benötigen die grossen Mengen für die Stahlindustrie und in Form von EE-Gas auch für andere Industriezweige. Einen kleinen Teil werden wir vielleicht auch wieder rückverstromen, um die Volatilität des Angebots auszugleichen.

Ich sehe hingegen keine Anwendung in der Beimischung zu Erdgas (weder direkt noch in Form von EE-Methan), weil das Gas zum Verheizen in Gebäuden ohnehin viel zu schade ist, und auch nicht im PKW, weil hier die Wirkungsgradkette zu einem mehr als doppelt so hohen Verbrauch an elektrischer Energie gegenüber dem Elektroauto mit Batterie führt. Einzig für den Güterverkehr stellt Wasserstoff noch eine Option dar, obwohl auch hier mit dem Oberleitungs-LKW eine interessante Alternative in den Startlöchern steht (siehe Medienbericht aus Deutschland bzw. Studie).

Ja, im Energiesystem der Zukunft spielt Wasserstoff eine wichtige Rolle. Er wird aber nicht im Überfluss zur Verfügung stehen und man muss sehr genau überlegen, wo er am meisten benötigt wird.

Dieser Artikel erschient ursprünglich im Mai 2020