Hoffnungsträger Wasserstoff
Grüner Wasserstoff gilt als wichtiger Baustein der Energiewende. Insbesondere für die Industrie birgt er enormes Potenzial für die Dekarbonisierung. Damit er in großem Stil marktfähig werden kann, sind jedoch noch einige Herausforderungen zu bewältigen.
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Eines der Schlüsselkonzepte dabei ist die sogenannte Sektorkopplung.Darunter wird im Wesentlichen die Vernetzung der drei Sektoren Elektrizität, Wärmeversorgung und Mobilität verstanden. Beispielsweise kann Strom aus erneuerbaren Energien dazu verwendet werden, in anderen Sektoren den Einsatz von fossilen Energien und den damit verbundenen CO2-Ausstoß zu reduzieren. Dort, wo der Umstieg auf Strom schwierig ist, kann grüner Wasserstoff eine Alternative sein, beispielsweise in der Stahlproduktion.
Wasserstoff spielt somit bei der Sektorkopplung eine entscheidende Rolle. Beispielsweise kann überschüssiger Strom aus Wind- und Sonnenenergie für die Elektrolyse genutzt werden. Wasserstoffspeicher ermöglichen eine mittel- bis langfristige Energiespeicherung – ein klarer Vorteil gegenüber kurzfristig wirksamen Batteriespeichern, wenngleich diese einen höheren Wirkungsgrad erzielen. In Verbindung mit Kohlendioxid kann Wasserstoff zu synthetischem Erdgas oder synthetischen Flüssig-Kraftstoffen (E-Fuels) verarbeitet werden. Umgewandelt in Methanol oder Ammoniak lässt er sich außerdem über weite Strecken transportieren.
Anwendungsmöglichkeiten im Gebäudesektor
Besonders relevant ist grüner Wasserstoff für die Industrie, zum Beispiel für Raffinerien, die chemische Industrie – oder als E-Fuels im Transportsektor. Im Gebäudesektor kann er in großen Fernwärmesystemen, Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen und Brennstoffzellen eingesetzt werden. Auch wird er mancherorts bereits bis zu zehn Prozent dem Gasnetz beigefügt. In naher Zukunft wird es hierzulande jedoch noch zu wenig – und zu wenig günstigen – grünen Wasserstoff geben, als dass dieser rein für Heizzwecke verwendet werden kann. So ist nach wie vor Erdgas der am weitesten verbreitete Wärmerzeuger im Gebäudebestand. Im Neubau setzen Bauherren häufig auf Wärmepumpen, idealerweise gekoppelt mit einer Photovoltaik-Anlage. Um zu einer dekarbonisierten Wärmeversorgung zu kommen, könnte Geothermie deutlich stärker genutzt werden.
Trotz der unbestrittenen Vorteile des Energieträgers Wasserstoff für das Klima ist sein Weg zu einer breiten Anwendung noch lang. Allerdings beschleunigen die aktuellen geopolitischen Verwerfungen die Energiewende weiter. So ist grüner Wasserstoff aufgrund der gestiegenen Erdgaspreise erstmalig wirtschaftlich attraktiv im Vergleich zu grauem Wasserstoff.
Internationale Zusammenarbeit unabdingbar
Dennoch wird Deutschland seinen Bedarf von ca. 90 bis 110 TWh bis 2030 nicht aus eigener Produktion decken können. Für eine wettbewerbsfähige Erzeugung von grünem Wasserstoff bedarf es großer Anlagen in Gigawatt-Dimensionen, um Skalierungseffekte bei den Anlagenkomponenten zu ermöglichen und somit die Fixkosten bei der Herstellung zu reduzieren. Solche Elektrolyse-Anlagen benötigen außerdem große Mengen an regenerativem Strom. Für die Wasserstoffwirtschaft in Europa sind deshalb unter anderem Südeuropa, Nordafrika oder die arabische Halbinsel interessant, wo Solarstrom günstig produziert werden kann. Zugleich steht hier Meerwasser für die Elektrolyse zur Verfügung. Die internationale Zusammenarbeit ist beim Thema Wasserstoff demnach unabdingbar.
Dierk Mutschler
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