Universelles Multitalent

Was macht diesen uralten Baustein des Lebens nun zu einem Baustein einer nachhaltigen und neuen Energieversorgung? Es sind verschiedene generelle Eigenschaften, die Wasserstoff so attraktiv machen – nicht nur als Energieträger für die E-Mobilität.

  • CO2-neutral: Das Verbrennungsprodukt von Wasserstoff ist Wasser
  • Unendlich verfügbar: 90 % aller Atome im Universum sind Wasserstoff
  • Energiereich: Hohe massebezogene Energiedichte
Johannes Teyssen Empfehlungen Wasserstoffrat

Was sind die Vorteile von Wasserstoff?

Wasserstoff-Speicher Icon

Sicherer Transport und bewährte Speicherung

Der sichere Umgang mit Wasserstoff ist in industriellen Anwendungen seit langer Zeit Stand der Technik. Weder der Transport auf Straße, Schiene und Wasser oder durch Pipelines noch die Zwischenlagerung in Druckgas- oder Flüssiggasspeichern werfen grundsätzliche Probleme auf. Für den Aufbau einer Infrastruktur kommt es darauf an, alltagstaugliche Geräte und Anlagen zu entwickeln und vorhandene Systeme zu weiterzuentwickeln, wie z. B. die jetzigen, herkömmlichen Gas-Pipelines wasserstofftauglich, also H2-ready zu machen.

Wasserstoff Elektrolyse Icon

Unbegrenzte Verfügbarkeit und flexible Herstellung

Wir stehen gerade bei Erneuerbaren Energien oft vor der grundsätzlichen Herausforderung: Sie sind im Prinzip reichlich vorhanden, doch stehen sie nicht immer an den Orten zur Verfügung, wo sie benötigt werden – oder unter Umständen auch im Überfluss, so dass sie nicht genutzt werden können. Mit Wasserstoff als Energieträger können wir diese örtlichen und zeitlichen Lücken zwischen Angebot und Nachfrage überbrücken. Gerade das Verfahren der Elektrolyse erlaubt die Herstellung von (grünem) Wasserstoff genau dort,  wo viel Erneuerbare Energie verfügbar ist. Dieser kann dann (unter Druck verflüssigt) genau dorthin transportiert werden, wo er benötigt wird. 

Wasserstoff BHKW Icon

Vielfältige Nutzung und praktische Anwendung

Wasserstoff wird nicht nur die Zukunft der Mobilität verändern, sondern darüber hinaus noch vieles mehr. Denn H2 ist nicht nur als Energieträger in der vielfach diskutierten Verwendung in Brennstoffenzellen-Fahrzeugen, wie z. B. auch im Schwerlastbereich, bestens geeignet, sondern auch als Brennstoff zum Heizen von Wohnungen sowie in der Schwerindustrie zur Erzeugung von klimaneutralem, sogenanntem „grünem Stahl“.

Icon Bäume Wasserstoff

Reduzierung von Emissionen und Umwelt­zerstörung

Nachhaltige Systeme werden benötigt, um fossile Brennstoffe zu ersetzen, deren Förderung und Verbrennung schädlich für Umwelt sind. Mit dem Einsatz von Wasserstoff geben wir dem Prozess der Dekarbonisierung einen erheblichen Schub. Er ist eine wichtige Alternative, die uns näher an das Ziel einer Erreichung der Klimaziele und der Bewahrung unserer Erde bringt.

Betankung von Brennstoffzellen-Auto mit Wasserstoff

Wie wird Wasserstoff gewonnen?

Wasserstoff ist im Universum und auf der Erde zwar in praktisch unbegrenzten Mengen vorhanden, leider jedoch fast ausschließlich in chemischen Verbindungen, wie z. B. in Wasser, Säuren, Kohlenwasserstoffen und anderen organischen Verbindungen. Deshalb muss als Gas nutzbarer Wasserstoff eigens hergestellt werden. Hauptsächlich werden dazu folgende Verfahren eingesetzt:

Herstellung von Wasserstoff

Möglichkeiten der Herstellung von elementarem Wasserstoff

Elektrolyse

Prinzip Wasserstoff-Elektrolyse

Für uns gilt: Für die CO2-neutrale sowie örtlich und zeitlich variable Gewinnung von Wasserstoff führt kein Weg an der Elektrolyse vorbei. Hier wird Wasser (H2O) mit einer Flüssigkeit versetzt, die den Ionentransport ermöglicht. Unter Einsatz von Strom wird Wasser in einer Redoxreaktion in die Bestandteile Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) zerlegt. Dabei wird die elektrische in chemische Energie umgewandelt und im Wasserstoff gespeichert. In einer Brennstoffzelle kann das umgekehrte Prinzip genutzt werden, um die zuvor chemisch im Wasserstoff gespeicherte Energie in Kombination mit Sauerstoff wieder in elektrische umzuwandeln.

Reformierungsverfahren

Wasserstoffherstellung per Erdgasdampfreformierung

Der größte Teil der heutigen Wasserstoffproduktion entsteht als Neben- oder Koppelprodukt in Prozessen der chemischen Industrie und wird auch von dieser selbst in anderen Prozessen wieder verbraucht, vor allen Dingen in der Petrochemie. Wenn Wasserstoff im industriellen Maßstab gezielt erzeugt wird, geschieht das zurzeit hauptsächlich durch Reformierung von Erdgas. Dieses Verfahren stützt sich allerdings auf einen fossilen und nicht dauerhaft vorhandenen Rohstoff und ist mit erheblichen CO2-Emissionen verbunden.

Wasserstoff: PtG-Anlage Ibbenbüren

PtG-Anlage inkl. Gasspeicher im sektorengekoppelten Energiesystem im westfälischen Ibbenbüren

Wie lässt sich Wasserstoff als Energieträger nutzen?

Wasserstoff: PtG-Anlage Brunsbüttel

PtG-Anlage in Brunsbüttel, Schleswig-Holstein: Einspeisung von Wasserstoff in das Erdgasnetz

Alle universellen Vorteile und energetischen Pluspunkte können allerdings nur zum Zuge kommen, wenn es konkrete Einsatzbereiche gibt, wo Wasserstoff insbesondere fossile Energieträger weitgehend ersetzen kann. Nur dann wird es uns gelingen, langfristig eine sichere, wirtschaftliche sowie ressourcen- und umweltschonende Energieversorgung auszubauen. Hauptnutzungsszenario wird sein, im Zusammenspiel mit Erneuerbaren Energien wie Sonne und Wind große Mengen von Strom über den Weg der Elektrolyse chemisch zu speichern. Diesen Wasserstoff kann man dann folgendermaßen nutzen:

  • Bei der dezentralen Zurückverstromung in Brennstoffzellen oder Gasmotoren
  • Für die Einspeisung in das Gasnetz (direkt oder nach Methanisierung) oder als Reinstoff
  • Für hochwertige Anwendungen in der Industrie
  • Als Kraftstoff in Fahrzeugen mit Brennstoffzellenantrieben
Wasserstoff: Prinzip einer PEM-Brennstoffzelle

Wie nutzen wir Wasserstoff konkret?

PtG-Anlage Falkenhagen: Einspeisung von Wasserstoff

Wasserstoffgewinnung durch Windstrom in der Elektrolyse-Anlage in Falkenhagen, Brandenburg

Für uns bei E.ON ist es eine der zentralen Herausforderungen, Mittel und Wege beim Ausbau der Wasserstoff-Technologie und -Infrastruktur zu finden. Wir treiben die Entwicklung auf vielen Ebenen voran – weg von der unrentablen Nischentechnologie hin zur effizienten, massentauglichen und sektorübergreifenden Nutzung dieses universellen Elements. Wir sind maßgeblich an folgenden Wasserstoff-Projekten beteiligt:

  • Dezentrale, integrierte H2-B2B-Lösungen (z. B. Norddeutsches Reallabor, SmartQuart, PtG-Projekt Ibbenbüren)
  • Entwicklung zukünftiger Heizungssysteme mit Wärmepumpen, die mit Strom aus H2 betrieben werden
  • Umrüstung der Gas-Infrastruktur, um es H2-ready zu machen
  • Aufbau einer Elektrolyse-Industrie
  • Digitalisierung unserer Netze, um die Sektorkopplung für effiziente Nutzung von Erneuerbaren zu forcieren
  • Partnerschaften mit Politik und Wirtschaft für Energiewende
Junge Brennstoffzellenauto

Was ist grüner Wasserstoff – und was bedeuten die anderen Farben?

Grün, grau, blau und türkis – es gibt eine „bunte“ Mischung von Wasserstoffarten, die in Wirklichkeit aber alle farblos sind. Wir erklären, was dahintersteckt:

Zimmer mit Brennstoffzelle

Eine Entscheidung, die keinen Raum für Zweifel an der Praxistauglichkeit von Energie aus Wasserstoff lässt: Als erstes Hotel in Europa erzeugt das Frankfurter Hotel Radisson Blu mit Brennstoffzellentechnologie seine eigene nachhaltige Energie. Der Effekt: 600 Tonnen CO2 weniger pro Jahr. 

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