Beim Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft nimmt die Energiewirtschaft eine entscheidende Rolle ein – von der Erzeugung über den Transport in Gasleitungen bis hin zur Nutzung in den verschiedenen Anwendungen.
Die hauptsächlichen Anwendungsgebiete lassen sich in vier Bereiche aufteilen: die Stromerzeugung, der Wärmemarkt, die Industrie und der Mobilitätssektor. Er birgt als vielseitig einsetzbarer Energieträger große Potenziale für den Weg hin zu einer klimaneutralen Energieversorgung.
Ist Wasserstoff die Lösung für eine CO2-neutrale Energieerzeugung?
Im Wasserstoffsystem lässt sich Energie über lange Zeit speichern. Durch das sogenannte Power-to-Gas-Verfahren (Umwandlung von Strom zu Gas) entsteht aus regenerativ erzeugtem Strom Wasserstoff. Im BDEW Factsheet zum Power-to-Gas-Verfahren erfahren Sie mehr.
Dieser grüne Wasserstoff kann dann gespeichert oder über das weit verzweigte Gasnetz verteilt werden.
Kerstin Andreae: "Wasserstoff ist ein Allround-Talent, dessen Potenziale zur Senkung der Treibhausgase in allen Sektoren genutzt werden sollten.“
Wie schnell eine Wasserstoffwirtschaft aufgebaut werden kann, hängt von verschiedenen Faktoren ab: Es handelt sich um einen Transformationspfad mit Skaleneffekten, technologischen Innovationen, Optimierungspotenzialen und Abhängigkeiten von regulatorischen und politischen Rahmenbedingungen.
Wasserstoff in der Industrie: Dekarbonisierung von nicht elektrifizierbaren Prozessen
Wasserstoff wird bisher vor allem in der chemischen Industrie, zum Beispiel zur Herstellung von Stickstoffdünger, in Erdölraffinerien zur Raffinierung von Mineralöl oder bei der Herstellung von synthetischen Kraftstoffen verwendet.
Außerdem gibt es einige Industrieprozesse, die sich nicht oder nur schwierig elektrifizieren lassen, zum Beispiel die Stahlerzeugung oder die Ammoniakproduktion. Aktuell werden dafür meist Kohle oder Erdgas genutzt, in Zukunft könnten diese Prozesse zunehmend auf Wasserstoff umgestellt werden.
Hier liegt großes Potenzial, CO2 einzusparen und so das Klima zu schützen: Je mehr Prozesse auf Wasserstoff umgestellt werden, desto weniger CO2 wird ausgestoßen.
Wasserstoff in der Mobilität: Schwerlastverkehr ohne CO2-Emissionen
Auch im Verkehr bietet sich ein elektrischer Antrieb nicht immer an: Insbesondere beim Schwerlastverkehr wird aufgrund des Gewichts der Fahrzeuge viel Energie gebraucht. Dementsprechend würde verhältnismäßig viel Strom benötigt, um die erforderlichen Reichweiten abbilden zu können. Mit einer Brennstoffzelle lassen sich diese Probleme umgehen.
Wasserstoff kann mit weiteren Prozessschritten auch zu synthetischen Kraftstoffen verarbeitet werden, welche anschließend in Verbrennungsmotoren zum Einsatz kommen. Außerdem gibt es erste Projekte, die in Wasserstoff-Züge investieren.
Gerade in ländlichen Bereichen, in denen es keine Oberspannungsleitungen gibt und aktuell Dieselloks fahren, könnten so Emissionen eingespart werden. Gleiches gilt für den Schiffsverkehr, wo der Einsatz von Schweröl abgelöst werden kann.
Wie kann ich ein Wasserstoff-Fahrzeug betanken und kann es mit einem Benziner mithalten? Und wie weit ist das H2-Tankstellennetz schon ausgebaut? Antworten darauf und weitere interessante Fakten finden Sie auch in unserem Artikel „Wasserstoff tanken – grün fahren: Potenziale im Mobilitätssektor“.
Wasserstoff in der Energiewirtschaft und im Wärmesektor
Wasserstoff ist vielseitig einsetzbar. Im System können Erneuerbare Energien als chemische Energie gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt zum Beispiel mittels Brennstoffzellen wieder in elektrische Energie umgewandelt werden – und das vollkommen emissionsfrei.
Dabei entsteht sowohl Strom als auch Wärme zur weiteren Nutzung. Erneuerbare Energien können so flexibel eingesetzt werden. Anwendungsfelder für diese Technologie sind zum Beispiel moderne Quartierskonzepte. Auch der Einsatz von Wasserstoff in der Wärmeversorgung bietet enorme Potenziale für den Klimaschutz.
In Deutschland gibt es hoch leistungsfähige Gasinfrastrukturen, die auch für Wasserstoff genutzt werden können: Das Gasnetz zum Transport ist rund 500.000 Kilometer lang. In sogenannten Untergrund-Kavernenspeichern, die fast zwei Drittel des Volumens der deutschen Gasspeicher ausmachen, ließe sich bis zu 100 Prozent Wasserstoff speichern.
