Saubere Strategie: Ist Wasserstoff die Energie der Zukunft?

Deutschland hat anspruchsvolle Klimaziele. Der Energieträger Wasserstoff ist ein wichtiger Pfeiler, um die dafür notwendige Energiewende voranzutreiben. Wenn Wasserstoff mit erneuerbaren Energien gewonnen wird, entstehen zudem Chancen für die deutsche Wirtschaft. Um dieses Potenzial zu nutzen, hat die Bundesregierung im Juni 2020 die Nationale Wasserstoffstrategie beschlossen. Damit sollen Unternehmen aus Deutschland zu einem weltweit führenden Anbieter von technologischen Lösungen werden, mit denen der Umstieg auf den alternativen Energieträger gelingen soll. Gleichzeitig soll die Initiative dazu beitragen, die Emission klimaschädlicher Treibhausgase zu verringern.

Der Fokus der Nationalen Wasserstoffstrategie richtet sich auf die gesamte Wertschöpfungskette – von der grundsätzlichen Technologie über Erzeugung, Speicherung, und Infrastruktur bis zu konkreten Anwendungen. Mit verschiedenen HyLand-Projekten wird an einigen Orten die Wasserstofftechnologie bereits von der Erzeugung bis zur Nutzung vor Ort aufgebaut.

Vielseitiger und nachhaltiger Energieträger

Wasserstoff gilt als sauberer Energieträger, denn beim Verbrennen des Stoffs entstehen keine Abgase. Bis 2030 sollen Kapazitäten von bis zu fünf Gigawatt für die Erzeugung von Wasserstoff entstehen. Die Bundesregierung setzt dabei auf die Technik der Elektrolyse. Dabei wird Wasser mit der Hilfe von Strom in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Für diesen Prozess wird allerdings viel Energie benötigt, die ebenfalls klimaneutral sein sollte.

Eine große Chance für Wasserstoff entsteht in der Mobilität. Als Treibstoff kann der Energieträger in verschiedenen Fahrzeugen zum Einsatz kommen. Das liegt an der Konstruktion: Der Aufbau von Wasserstoffmotoren lässt sich mit den gängigen Otto-Motoren vergleichen. Auch Hybridmotoren, die sowohl mit herkömmlichem Treibstoff als auch Wasserstoff gefahren werden können, sind denkbar. Das sind gute Nachrichten für das Klima. Sollte es gelingen, den Wasserstoff klimaneutral zu produzieren, verringert sich der Ausstoß schädlicher Abgase.

Auch für die Industrie gibt es beim Einsatz enormes Potenzial. Wasserstoff gilt als wichtiger Grundstoff, etwa in der Chemieindustrie oder bei der Herstellung von Stahl. Dafür werden in Deutschland bereits rund Terrawattstunden (TWh) Wasserstoff jährlich genutzt. Allerdings kommen bei der Erzeugung größtenteils fossile Energieträger zum Einsatz. Die Herausforderung für die Industrie besteht neben der Umstellung der eigenen Prozesse und der daraus entstehenden Nachfrage auch in der klimaneutralen Produktion von Wasserstoff.

Wasserstoff benötigt die passende Infrastruktur

Eine reibungslos funktionierende Infrastruktur ist eine Voraussetzung, um die steigende Nachfrage an Wasserstoff in den kommenden Jahren zu bedienen. Das betrifft vor allem den Transport. Im August 2020 veröffentlichte die LandesEnergieAgentur Hessen gemeinsam mit DB Energie eine Studie, um Möglichkeiten der nachhaltigen Versorgung zu vergleichen. Die Studie berücksichtigt allerdings nur die Verkehrswege Straße und Schiene.

Eine weitere Option, um Wasserstoff zu den Einsatzorten zu bringen, an denen der Energieträger benötigt wird, sind Pipelines. Beim Betrieb gilt es allerdings, verschiedene Aspekte zu berücksichtigen. Denn die Rohre einer Wasserstoffpipeline müssen besonders widerstandsfähig sein, um Versprödung oder Korrosion zu vermeiden. Das aktive Elektron des Elements ist auch eine Gefahr für die Verbindungen zwischen den einzelnen Rohren. Ob die bisher verwendeten Verbindungsnähte geeignet sind, ist derzeit noch offen.

Ein Regelwerk, dass sich mit dem sicheren Transport von Wasserstoff außerhalb von Industrieanlagen befasst, existiert derzeit nicht. Umso wichtiger sind Erfahrungswerte mit technischen Standards und Verordnungen. Denn die stofflichen Eigenschaften von Wasserstoff erfordern im Zweifelsfall eine individuelle Analyse.