Wasserstoff, Sauerstoff plus ein Funke und dann macht es „Bumm“: Die berühmte Knallgas-Reaktion verdeutlicht, dass das leichteste aller Elemente für eine starke Energiefreisetzung sorgen kann. Das Potenzial des Wasserstoffs als Energieträger ist schon lange bekannt, doch bisher blieb die Umsetzung entsprechender Konzepte zögerlich, denn es gab bequemere Alternativen. Diese haben sich aber zunehmend als problematisch herausgestellt und so rückte der Wasserstoff erneut in den Fokus. Die deutsche Bundesregierung will den Wasserstoff nun konsequent als Energieträger der Zukunft etablieren. Im Juni 2020 hat sie dazu ihre Nationale Wasserstoffstrategie (NWS) präsentiert: Investitionen in Milliardenhöhe sollen die Technologie aus der Nische holen, damit es mit dem Klimaschutz vorangeht.
Wie die Grundlagen und Perspektiven dazu aussehen, verdeutlicht der erste Artikel des zweiteiligen Titelthemas „Zukunft Wasserstoff“. Darin präsentiert der bdw-Autor Güven Purtul zunächst die für Anwendungen bereitstehenden Techniken. Es wird deutlich, wie sich „grüner” Wasserstoff prinzipiell recht einfach mittels Strom aus Wind oder Sonnenlicht durch das elektrolytische Spalten von Wasser gewinnen lässt. Konzepte zur Speicherung sowie des Transports des Gases stehen ebenfalls zur Verfügung und auch vielseitige Anwendungen gibt es. Der Energieträger kann im Verkehr, zum Heizen oder Kühlen von Gebäuden und in der Industrie genutzt werden. Dabei gibt es auch eine spezielle Möglichkeit der Nutzung, deren Potenzial der Autor aufzeigt: durch Brennstoffzellen, in denen sich Wasserstoff und Sauerstoff sanft miteinander verbinden und dabei elektrische Energie und Wärme freigeben.
Chancen und Herausforderungen im Blick
Prinzipiell kann man mit Wasserstoff auch beliebige Kraftstoffe klimaneutral herstellen, berichtet der Autor. Die Herausforderung besteht nun vor allem darin, Technologien und Infrastrukturen bereitzustellen, um die einzelnen Elemente der Wasserstofftechnologie geschickt miteinander zu verbinden. Das Ziel muss es dabei sein, ein solides ökonomisches Konzept zu schaffen. Im Rahmen des Teilartikels „Der Wasserstoff hebt ab“ erklärt Purtul, wie das gelingen kann.
Im zweiten Teil des Titelthemas widmet sich der Autor anschließend gezielt der Frage, wie der enorm wachsende Bedarf an „grünem“ Wasserstoff gestillt werden könnte. Bisher gilt das Gas als der teure „Champagner unter den Energieformen“. Es ist klar: Um Wasserstoff zum Träger der Energiewende zu machen, muss er erschwinglich werden. Dabei richtet sich der Blick auf die sonnenreichsten Regionen der Erde, berichtet Purtul. Das geplante Konzept: Etwa im nordafrikanischen Wüstengürtel produzieren riesige Solarkraftwerke Strom, der zur Küste geleitet wird. Dort wird die elektrische Energie dann verwendet, um Meerwasser zu entsalzen und per Elektrolyse in grünen Wasserstoff zu verwandeln. Er könnte dann unter Hochdruck verflüssigt und auf dem Seeweg befördert werden. Doch auch in Deutschland soll die Produktion zunehmen: Erste Anlagen befinden sich im Testbetrieb, die sogenanntes Windgas produzieren. Dabei wird Strom aus Windenergie zur elektrolytischen Wasserstoffproduktion genutzt. Ihre Wirtschaftlichkeit hängt allerdings stark von den politischen Rahmenbedingungen ab, sagt der Autor.
