Wasserstoff – auf dem Weg zur grünen Trendwende

Für eine umweltfreundliche Energiewende ist Wasserstoff einer der wichtigsten Trägerstoffe. In Deutschland stammt grüner Wasserstoff bislang überwiegend aus Importen, da dieser günstiger ist als die Produktion. Doch eine Trendwende zeichnet sich ab und es scheint möglich zu sein, ihn nun auch im deutschen Raum wirtschaftlich rentabel herzustellen.

Woher stammt Wasserstoff eigentlich?

Wasserstoff = Wasser? Nicht ganz. Für die Gewinnung von Energie und Brennstoffzellen braucht es emissionsfreies Wasserstoffgas, was in ungebundener Form auf der Erde nicht vorhanden ist. Die Gewinnung erfolgt aus Erdgas, womit es sich um einen fossilen Rohstoff handelt. Bei der Produktion werden große Mengen CO2 freigesetzt. Etwa 7000 – 9000 KG CO2 entstehen bei der Produktion einer Tonne Wasserstoff.

Es gibt jedoch auch eine für die Umwelt deutlich bessere Alternative, die sogenannte Power-to-Gas Produktion. Hierbei wird das Wasser einer Elektrolyse unterzogen und so in seine Grundbestandteile aufgelöst. Diese sind Sauerstoff und Wasserstoff. Der auf diese Weise gewonnene Wasserstoff kann nun zu Kerosin, Benzin, Erdgas oder Diesel verwandelt werden, die dann zu den E-Treibstoffen gezählt werden. Die Hinzugabe von Kohlenstoff ist allerdings erforderlich.

Der langfristige Plan für eine ökologische Trendwende ist es, Kohlenstoff vollständig zu ersetzen. Dieser soll dann nicht mehr nur für Brennstoffzellen genutzt, sondern auch als Heizmittel zum Einsatz kommen. Derzeit sind es vor allem Raketen und U-Boote, die ihren Treibstoff aus Wasserstoff gewinnen. Zahlreiche Branchen möchten jedoch nun die umweltfreundliche Produktion für sich nutzen. So plant beispielsweise das renommierte Unternehmen ThyssenKrupp eine Klimaneutralität bis spätestens 2050.

Effiziente Nutzbarkeit möglich?

Bis Wasserstoff tatsächlich effizient genutzt werden kann, werden noch einige Jahre oder Jahrzehnte vergehen. Bislang geht zu viel des Rohstoffs während der Elektrolyse verloren. Schon die Spaltung in Sauerstoff und Wasserstoff sorgt für einen Verlust von einem Drittel der Energie. Die anschließende Umwandlung in Kraftstoffe oder Methan führt zu einem Gesamtverlust von 50 Prozent.

Deutschland ist rein klimatisch nicht dafür ausgelegt, Wasserstoff in solch hoher Menge zu produzieren, wie für den hohen Stromverbrauch des Landes erforderlich wäre. Der Import aus anderen Weltregionen ist daher bisher führend. Doch auch wenn es noch eine lange Zeit bis zur vollständigen Energietrendwende ist, kann er als Treibstoff er Zukunft gesehen werden.

Mit der Nachfrage steigt das Angebot

Eines der Hauptprobleme in Deutschland ist, dass die Nachfrage nach Wasserstoff noch nicht hoch genug ist. Brennstoffzellenautos sind noch immer rar gesät und entsprechend gering ist der Bedarf. Somit ist Wasserstoff bislang kein echter Konkurrent zum fossilen Erdgas oder Erdöl. Der Bedarf ist zu gering, das Gas ist sehr teuer. Um eine großflächige Elektrolyse umzusetzen, muss also erst der Bedarf höher werden.

Da die Preise für die Nutzung von Wasserstoffautos beispielsweise aber erst dann gesenkt werden können, wenn die günstige Produktion des  Rohstoffs möglich ist, befindet sich Deutschland hier in einem Teufelskreislauf. Die Lösung ist es daher, aus anderen Ländern so lange zu importieren, bis der Bedarf hierzulande erheblich gestiegen ist. Dann lohnen sich die Kosten für flächendeckende Produktion in Deutschland.

Wasserstoffautos ein Relikt der Zukunft?

Wasserstoff als Antriebsmittel ist mit Brennstoffzellenautos bereits bekannt geworden, hat sich aber noch lange nicht durchgesetzt. Bei einer großflächigen Produktion des Wasserstoffgases wird vermutlich auch zunächst die Industrie profitieren.

Als Antriebsmittel wird er dann vermehrt in Bereichen genutzt, wo keine Elektrifizierung der Fortbewegung möglich ist. Dies trifft auf den Schwerlastverkehr ebenso zu wie auf Flug- und Schiffsverkehr. Hinsichtlich des Autoverkehrs ist das E-Auto heute vermehrt auf dem Vormarsch. Derzeit sind Statistiken der Behörden zufolge rund 0,001 Prozent aller Autos Wasserstofffahrzeuge. Das entspricht in etwa 500 Fahrzeugen.

Somit hat die Brennstoffzelle noch immer einen schweren Stand und wird von Batterie-Autos überrollt. Weltweit sind rund 20.000 Fahrzeuge mit Brennstoffzelle aktiv, die meisten davon fahren in Asien. Autohersteller aus Fernost gelten als Pioniere in der Produktion von Brennstoffzellenfahrzeugen. Somit bleibt abzuwarten, ob sich hier langfristig etwas ändern wird und bei steigender Wasserstoffverfügbarkeit auch die Nachfrage nach den entsprechenden Fahrzeugen wächst.