Grüner Wasserstoff: Energieversorgung von morgen

Grüner Wasserstoff ist ein transportabler und gut speicherbarer Energieträger, der sich flexibel in verschiedensten Bereichen einsetzen lässt. Beispiele dafür sind Brennstoffzellenheizungen, Gasheizungen und Autos. Die Herstellung erfolgt mit regenerativ erzeugtem Strom und ist damit komplett CO2-frei. Gründe, aus denen viele Experten grünen Wasserstoff als Basis der zukünftigen Energieversorgung ansehen. Doch woher kommt der Energieträger und in welchen Bereichen soll er zukünftig zum Einsatz kommen?

Grau, blau, grün oder türkis: Arten von Wasserstoffgas

Ganz gleich, welche Farbe der Rohstoff im Namen trägt: Bei Wasserstoffgas (H2) handelt es sich immer um ein geruch- und farbloses Gas. Das chemische Element (H) ist das am häufigsten vorkommende Element im Universum, ein Bestandteil von Wasser (H2O) und fast aller organischen Verbindungen auf der Erde. Da es nicht in freier Form vorhanden ist, muss es vor dem Einsatz als Energieträger jedoch erst einmal hergestellt werden.

Die Farbe symbolisiert die Art der Herstellung

Abhängig von der Art der Herstellung unterscheiden Experten den grauen, blauen, türkisen und grünen Wasserstoff. Grauer Wasserstoff entsteht üblicherweise aus Erdgas, das unter Hitze in Wasserstoffgas und CO2 gespalten wird. Auf diese Weise arbeiten zum Beispiel auch Brennstoffzellen, die Energie aus dem Erdgasnetz beziehen. Der größte Nachteil: CO2 entweicht in die Atmosphäre und begünstigt den Treibhauseffekt.

Blauer Wasserstoff entsteht ebenfalls aus fossilen Rohstoffen. Hersteller fangen das dabei entstehende CO2 allerdings auf. Sie speichern das Gas und lassen es nicht in die Atmosphäre eindringen.

Türkiser Wasserstoff entsteht, indem Anlagen Methan mit großer Hitze beaufschlagen, wobei fester Kohlenstoff als Nebenprodukt anfällt. Wie nachhaltig dieses Verfahren ist, hängt dabei von der Wärmequelle ab.

Anders bei grünem Wasserstoff: Dieser entsteht bei der Elektrolyse von Wasser. Während die nötige elektrische Energie aus Solar-, Wind- oder Wasserkraftwerken kommt, bildet sich als Nebenprodukt nur Sauerstoff. Das Verfahren ist damit CO2-frei und nachhaltig.

Symbol für grünen Wasserstoff
© petrmalinak / Shutterstock.com

Die größten Vorteile von grünem Wasserstoff

Neben der nachhaltigen und CO2-freien Herstellung sprechen auch weitere Gründe dafür, unsere Energieversorgung auf grünen Wasserstoff umzustellen. Denn das Gas hat eine Reihe günstiger Eigenschaften, wie die folgende Übersicht zeigt:

  • 1 Kilogramm H2 enthält so viel Energie wie 2,1 Kilogramm Erdgas oder 2,8 Kilogramm Benzin (bezogen auf den Heizwert)
  • in tiefkalt verflüssigter Form lassen sich große Mengen des Energieträgers speichern und transportieren
  • klimafreundliche und emissionsfreie Herstellung mit verschiedenen erneuerbaren Energien
  • grüner Wasserstoff ermöglicht es, regenerativ erzeugten Strom zu speichern und in verschiedensten Bereichen einzusetzen (zum Beispiel Wärmeversorgung und Mobilität)
  • die Verbrennung (Reaktion mit Sauerstoff) erzeugt nahezu keine schädlichen Emissionen
  • geringere Stickstoffausstöße (NOx) als bei der Verbrennung von Erdgas oder Heizöl bei niedrigen Verbrennungstemperaturen
  • keine Schadstoffemissionen in Niedertemperatur-Brennstoffzellen (es entsteht nur Wasser)

Die Herstellung des Energieträgers einfach erklärt

Die Wasserstoffherstellung kennen viele aus dem Chemie-Unterricht: Denn dabei setzen Experten auf die Elektrolyse von Wasser. Sie bringen zwei Elektroden in die Flüssigkeit ein und lassen Strom durch diese hindurchfließen. Das führt dazu, dass sich Wasser in Wasserstoffgas und Sauerstoff aufspaltet. Beide Gase lagern sich getrennt voneinander an der Anode beziehungsweise der Kathode an, wo sie sich entnehmen lassen. Große Anlagen erreichen dabei aktuell Wirkungsgrade von etwa 60 Prozent. Durch die aktive Forschung gehen Experten jedoch davon aus, dass sich dieser in Zukunft weiter steigern lässt.

Woher kommt grüner Wasserstoff für Deutschland? 

Nutzen Sie grünen Wasserstoff im eigenen Haus, können Sie diesen mit der Photovoltaik gewinnen und in Speichern bevorraten. Mit einer Brennstoffzellenheizung erzeugen Sie dann zeitversetzt Strom und Wärme, um sich selbst energieautark zu versorgen.

Ganzheitlich betrachtet ist das solare Energieangebot in Deutschland allerdings zu knapp, um das gesamte Land nachhaltig mit grünem Wasserstoff versorgen zu können. Aus diesem Grund setzt die Bundesrepublik auf strategische Partnerschaften mit afrikanischen Ländern sowie Australien. Neben ganzjährig vielen Sonnenstunden bieten diese auch ungenutzte Flächen für große Solarkraftwerke.

Da das solare Angebot hierzulande deutlich geringer ist, erfordert die Herstellung in Deutschland etwa dreimal so große Anlagen. Vorteilhaft wäre hingegen die Tatsache, dass sich auf diese Weise Schwankungen in der Stromerzeugung ausgleichen ließen. Außerdem würde der aufwendige Transport über den Seeweg wegfallen, wenn grüner Wasserstoff aus Deutschland käme.

Verschiedene Einsatzbereiche im Überblick 

Grüner Wasserstoff stellt eine klimafreundliche und CO2-freie Alternative zu konventionellen Energieträgern dar. Aus diesem Grund soll er nach Plänen der Regierung zunächst dort zum Einsatz kommen, wo der lokale Bedarf sehr hoch ist. Ein Beispiel dafür ist der Industrie-Sektor. Grüner Wasserstoff kann hier Brennöfen für Glas, Zement oder Stahl befeuern. Außerdem ist er nötig, um Abgase in Dünger, Kunststoffen und Vorstufen von Kraftstoffen umzuwandeln.

Im Mobilitäts-Sektor liegt der Fokus vor allem in Bereichen wie dem Flug-, Schwerlast- und Schiffsverkehr. Denn diese haben einen hohen Energiebedarf und sind für rund ein Viertel der deutschen CO2-Emissionen verantwortlich.

Einen weiteren großen Einsatzbereich bildet der Wärme-Sektor. Denn hier lässt sich grüner Wasserstoff nutzen, um Strom und Wärme lokal zu erzeugen. Außerdem ist es bereits heute möglich, den Energieträger zu gewissen teilen in das Erdgasnetz einzuspeisen. Während das aktuell den Bedarf fossiler Energieträger senkt, ist in Zukunft auch eine komplette Wasserstoffversorgung über das Gasnetz denkbar. Hersteller arbeiten bereits an günstigen und effizienten Brennwertthermen, die sich zu 100 Prozent mit grünem Wasserstoff betreiben lassen.

Heizung.de Autor Alexander Rosenkranz
Fazit von Alexander Rosenkranz
Die globale Erwärmung führt auf der ganzen Welt zu drastischen Folgen. Grüner Wasserstoff ist eine Möglichkeit, die Entwicklung zu stoppen und ein nachhaltiges Energiesystem zu schaffen. Denn der Energieträger ist CO2-frei sowie regenerativ herstellbar. Er lässt sich speichern, transportieren und kann fossile Energieträger in vielen Bereichen ersetzen. 
Beratung durch Ihren Heizungsinstallateur vor Ort

Sie benötigen eine individuelle Beratung oder ein Angebot für Ihre neue Heizung?

news-icon
Neueste Artikel
news-icon
Artikelbewertung