Bei der Transformation der Energiewende bekommt Wasserstoff (H2) eine zentrale Rolle. H2 kann klimafreundlich hergestellt, transportiert und insbesondere langfristig in großen Mengen gespeichert werden. Eines der Kernprobleme der erneuerbaren Energieerzeugung würde damit gelöst. Neben der von Wind und Sonne abhängigen erneuerbaren Energieerzeugung kann grüner Wasserstoff so zur wichtigen zweiten Säule einer klimafreundlichen Versorgungssicherheit werden, als Alternative zu fossilen Energieträgern. Zudem kann umweltfreundlich hergestelltes H2 dort eingesetzt werden, wo die Nutzung von Strom aus Erneuerbaren Energien gar nicht oder nicht in ausreichender Menge möglich ist. Mit dem Ziel, durch den vielfältig einsetzbaren Energieträger die CO2-Emissionen am Industriestandort Deutschland, primär im Bereich der Stahl- und Chemieindustrie und – als Grundstoff für CO₂-neutralen Kraftstoff – bei Transport und Schwerlastverkehr deutlich zu verringern.

Mit dem Beschluss der Nationalen Wasserstoffstrategie der Bundesregierung von 2020 wird die Forschung, Weiterentwicklung und Umsetzung einer nationalen Versorgung aus klimafreundlich hergestelltem Wasserstoff vorangetrieben. In der Forschung werden dabei verschiedene Technologien beleuchtet. Der Fokus liegt auf der Erzeugung CO2-armen Wasserstoffs, beispielsweise durch Verfahren der Wasserelektrolyse mit Erneuerbaren Energien. Wasserstoff existiert nur in gebundener Form. Um es aus dieser Verbindung zu lösen, wird bei der Wasserelektrolyse durch elektrische Spannung Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Langfristig soll der dazu benötigte Strom ausschließlich aus erneuerbaren Quellen stammen. Wird bei der Wasserelektrolyse Wind- oder Sonnenstrom eingesetzt und somit keine Treibhausgase ausgestoßen, wird 100 Prozent CO2-neutraler, „grüner Wasserstoff“ erzeugt. Auch Bezeichnungen wie „grauer“, „blauer“ oder „türkisfarbener Wasserstoff“ beziehen sich auf die mit der Herstellung verbundenen direkten und indirekten CO2-Emissionen.

Die gängige Form der Wasserstofferzeugung war bislang die Dampfreformierung aus fossilem Erdgas: Grauer Wasserstoff, bei dem rund zehn Tonnen CO2 je Tonne Wasserstoff entstehen*. Bei Blauem Wasserstoff wird das bei dieser Erzeugungsform entstehende CO2 teilweise abgeschieden und mit bis zu 90 Prozent im Erdboden gespeichert. Der Türkise Wasserstoff soll durch die Methan-Pyrolyse hergestellt werden. Dabei wird beim sogenannten Methancracken Erd- oder Biogas durch die Pyrolyse bei sehr hohen Temperaturen in seine chemischen Bestandteile zerlegt, Wasserstoff und Kohlenstoff entstehen. Das Besondere: Der Kohlenstoff fällt dabei in fester Reinform an, ohne klimaschädliches Kohlenstoffdioxid. Weitere Möglichkeit ist die Erzeugung orangefarbenen Wasserstoffs, der ebenso als CO2-frei gilt. Hier kommt Strom aus Anlagen der Abfall- und Reststoffwirtschaft bzw. aus Biogasanlagen zum Einsatz. Allerdings lassen sich bei dieser Herstellungsvariante nicht die für den großen Bedarf erforderlichen Mengen produzieren. Somit gilt nur Grüner Wasserstoff – ohne fossilen Rohstoff und in ausreichender Menge produzierbar – als langfristig klimaneutral.

• Lt. Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF

Interessanter Fakt:

Der Aktionsplan der Nationalen Wasserstoffstrategie sieht den Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur vor, die bis 2035 flächendeckend und über Wasserstoffpipelines vernetzt, große Mengen an Gas aus heimischer Erzeugung speichert sowie CO2-neutralen Wasserstoff zur weiteren Deckung des Bedarfs importiert.