Auch für mich ist der Grüne Wasserstoff der Hoffnungsträger der Zukunft, der es ermöglicht, den Energieverbrauch der Welt komplett aus regenerative Energiequellen umzustellen. Allerdings lohnt es sich nur, wenn er in den Ländern produziert wird, in denen Sonne, Wind, Wasserkraft und thermische Erdenergie im Übermaß zur Verfügung stehen, ich rechne so ab dem 40° Breitengrad Nord und Süd. Im Schwerpunkt sind das die Länder der Welt, sowohl auf der nördlichen als auch auf der südlichen Halbkugel – angrenzend an Wüsten und Trockengebiete. Da Wasserstoff durch Elektrolyse aus Wasser gewonnen wird, muss dort auch genügend Wasser zur Verfügung stehen oder relativ preisgünstig über Pipelines herangeführt werden können. Völlig vernachlässigt wird dabei, dass zusätzlich auch der Wertstoff Sauerstoff anfällt, der in der regenerativen Neuen Welt eine ebenso wichtige Rolle spielen kann, und durch Verkauf auf dem Weltmarkt die Produktionsbedingungen vom Energieträger Wasserstoff erheblich rationeller macht. Dort, wo elektrischer Strom pro Kilowatt-Stunde, durch Fotovoltaik, Wind, Wasserkraft nicht mehr als 1 Cent nicht mehr als 1 kWh kostet, wird seine Energie auch gegenüber fossilen Energieträgern extrem konkurrenzfähig werden.

Bleibt allerdings noch der Transport an die Stellen, wo er die regenerative Versorgung in den Industrieländern auf mittelfristige Sicht gewährleisten soll. Wasserstoff ist leider nur unter großem Energieeinsatz bei  -252°C oder etwa 10° K (Kelvin) verflüssigbar, und kann dann nur bei dieser Temperatur transportiert werden. Das bedeutet hohe Investitionen in die Transport- und Verteilungs-Infrastruktur. Er kann auch unter hohem Druck raumsparend gespeichert werden, z. B. um 800 Bar, das heißt etwa 400 mal höher als der übliche Reifendruck bei Automobilen.  Das in dieser Form zu verteilen, bildet für mich ein Risiko. Ob die Gesellschaft das auf Dauer akzeptiert, ist die Frage. Nicht umsonst wird Wasserstoff wegen seiner Explosionskraft als Knallgas bezeichnet. Auch in herkömmlichen Erdgaspipelines lässt er sich wegen seiner hohen Flüchtigkeit  nur bedingt transportieren, es sei denn mit teuren Investitionen in die Dichtigkeit. Aber auch dann besteht ein Gefahrenpotential.

Deshalb ist für mich Wasserstoff nur ein Zwischenprodukt, mit dem mit Hilfe von Katalysatoren unter Zuführung von Kohlensäure (CO2) der Energieträger der Zukunft mit nur geringem energetischem Einsatz gewonnen werden kann, nämlich regeneratives Methanol. Voraussetzung dabei, dass für CO2 als extrem wichtigem Wertstoff eine Recycling-Strategie entwickelt wird. Es könnte auch als CO2-Senke aus der Atmosphäre gewonnen werden. Doch das ist sehr teuer und deshalb nicht empfehlenswert.

Viel einfacher ist es, in trotz allen Wunschdenkens notwendigen Strom- und Wärme erzeugenden Heizkraftwerken, welche mit Erdgas gefeuert werden, das CO2 abzufangen. Erdgas besitz nur 1 Kohlenstoff-Atom in seiner chemischen Formel und 4 Wasserstoff-Atome. Damit erzeugt es beim Verbrennen von allen Energieträgern ein Minimum an CO2 im Abgas, welches sich leicht herausfiltern lässt. Bei geringem Druck wird es flüssig und sogar bei  Abkühlung auf etwas mehr als -52°C fest . Als Flüssigkeit oder Trockeneis kann es leicht überall dorthin transportiert werden, wo es benötigt wird, z. B. in die Fabriken, die an Ort und Stelle Wasserstoff produzieren und mit seiner Hilfe regeneratives Methanol.

Das ist meines Erachtens der Energieträger der Zukunft, weil es alle fossilen Energien ersetzen kann: z. B. zur  Erzeugung von Strom, zum Betrieb von Verbrennungsmotoren oder Turbinen aller Art, Kraftwerken in der Wärmekopplung, als Rohstoff in der Industrie und in der Versorgung unserer Gebäude mit Heizen oder Kühlen. Es bedarf keinerlei Investitionen in die Infrastruktur, alles ist vorhanden, die Tanklaster, die Tankschiffe, die Erdöl-Pipelines und zur Verteilung in die Tankstellen weltweit.

Hinzu kommt, dass dies die beste Entwicklungshilfe in Augenhöhe ist. die dezentralen Fabriken schaffen an Ort und Stelle Industrien mit gesicherten Arbeitsplätze – wie das historisch überall dort entstanden ist, wo in den Industrieländern Energie zur Verfügung stand.

Der Schwerpunkt liegt auf dezentraler Erzeugung von Methanol, bei dem verhindert werden muss, dass Monopole, entstanden durch Politik oder globalisierte Wirtschaft bisher teuer Engpässe entstanden sind und manche Länder der wirtschaftlichen Erpressung preisgegeben waren.

Alle diese Maßnahmen sind schon heute realisierbar, auch für Entwicklungsländer, weil der Kapitalbedarf begrenzt ist und nicht ausufern kann. Es gibt viel zu tun, packen wir es an.

Leider setzt die Europäische Gemeinschaft immer noch nur auf Wasserstoff. Besser wäre es, das auf die Produktion von Methanol auszuweiten. Trotzdem sind die Vorschläge im folgenden Artikel  durchaus beachtenswert.

Jean Pütz

(Bundesministerium für Bildung und Forschung) – Die Nationale Wasserstoffstrategie verzahnt Klima-, Energie-, Industrie- und Innovationspolitik. Und sie bildet die Grundlage für internationale Kooperationen innerhalb und außerhalb Europas. So gilt Wasserstoff weltweit als Schlüsselbaustein der Energiewende. Denn mit seiner Hilfe lassen sich auch die Bereiche klimafreundlich gestalten, die das Klima heute am meisten belasten: die Industrie, der Verkehr und die Wärmeversorgung.

Auch die Europäische Union (EU) setzt daher auf Grünen Wasserstoff. Mit dem Green Deal beschreibt sie ihren Weg in eine nachhaltige und wettbewerbsfähige Wirtschaft. Grüner Wasserstoff spielt darin eine entscheidende Rolle. Doch bis dorthin gibt es noch viel zu tun. Denn Grüner Wasserstoff ist momentan noch sehr teuer in der Produktion und benötigt große Mengen an Strom aus erneuerbaren Energiequellen. Damit genügend Grüner Wasserstoff für die Industrie bereitsteht, muss er importiert werden. Doch wie kommt der Grüne Wasserstoff dann nach Deutschland und Europa? Das sind nur einige der vielen Fragen, die sich für die Forschung stellen.

Grün, Blau, Grau, Türkis: Je nach Herstellungsverfahren trägt Wasserstoff unterschiedliche Farben im Namen und kann einerseits klimaschädlich und andererseits klimafreundlich sein. Momentan wird noch viel grauer, klimaschädlicher Wasserstoff genutzt, der klimafreundliche Grüne Wasserstoff ist allerdings bisher kaum verfügbar, da es für ihn noch einen deutlichen Zuwachs an erneuerbaren Energien braucht.

Neun Milliarden für Grünen Wasserstoff

Anlagen für die umfangreiche Produktion von Grünem Wasserstoff befinden sich derzeit noch in der Entwicklung. Mit den Wasserstoff-Leitprojekten will das Bundesforschungsministerium (BMBF) sie in die Fließbandproduktion bringen und investiert deswegen im Rahmen der Nationalen Wasserstoffstrategie neun Milliarden Euro. Neben den Leitprojekten fördert das Forschungsministerium zahlreiche Projekte der Wasserstoff-Grundlagenforschung.

So forscht Europa zum Thema Grüner Wasserstoff

20 EU-Mitgliedstaaten und die Europäische Kommission haben sich auf einen Agenda-prozess für Grünen Wasserstoff verständigt und erste Leitlinien gesetzt: Damit der Einstieg in eine europäische Wasserstoffwirtschaft gelingt, sollen die dringendsten Forschungsbedarfe entlang der gesamten Wasserstoff-Wertschöpfungskette ermittelt werden. Das Ergebnis sind konkrete Forschungsfragen, die neben technologischen auch ökonomische, ökologische und soziale Aspekte berücksichtigen und diese vier Schwerpunkte der europäischen Wasserstoffwirtschaft abdecken:

1. Verkehr und Infrastruktur
2. Wettbewerbsfähige Produktion
3. Marktstimulation
4. Regulierung und Normen

So schreitet der Agendaprozess zum Grünem Wasserstoff voran:

In den Agendaprozess der EU-Mitgliedstaaten zu Grünem Wasserstoff sollen möglichst viele Stimmen aus Industrie, Forschung, Politik und Zivilgesellschaft einfließen. Daher wurden die von Expertinnen und Experten erstellten Diskussionspapiere zu den Schwerpunktthemen im Rahmen einer Online-Konsultation der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt. Hier konnte jede und jeder Fragen, Bedenken und Wünsche zu den Diskussionspapieren äußern. Die Ergebnisse dieser Konsultation werden in der weiteren Ausgestaltung einer gesamteuropäischen Forschungs- und Innovationsagenda zum Thema Grüner Wasserstoff berücksichtigt.

Am 7. und 8. Oktober 2021 fand in Berlin ein Workshop statt, der sich mit dem Transport und den Infrastrukturen für Grünen Wasserstoff beschäftigte. Über die ersten Ergebnisse des Workshops und die nun folgenden Schritte im Agendaprozess erfahren Sie hier mehr. Die Veranstaltung war Start einer dreiteiligen Reihe von Workshops im Agendaprozess für Forschung und Innovation zu Grünem Wasserstoff. Die strategische Forschungs- und Innovationsagenda wird im Dezember bei der Abschlusskonferenz „Green Hydrogen for a Sustainable European Future“ verabschiedet. Sie bildet den Startschuss für die nächste Phase: die Umsetzung der Forschungsvorhaben, die Antworten auf diese dringlichsten Forschungsfragen liefern können.

Unabhängig von diesem Agendaprozess laufen bereits jetzt zahlreiche Forschungsprojekte, Forschungsinitiativen und Förderaufrufe zum Thema Grüner Wasserstoff in Europa, im Europäischen Forschungsraum und darüber hinaus.

Wie Grüner Wasserstoff fossile Brennstoffe ersetzt

Grund für den geplanten breiten Einsatz von Grünem Wasserstoff sind seine vielen Nutzungsmöglichkeiten. So ist Grüner Wasserstoff immer dort interessant, wo bisher keine (einfacheren) klimafreundlichen Alternativen zur Verfügung stehen:

• Grüner Wasserstoff kann beispielsweise Kohle in der Stahlindustrie ersetzen und zentrale Verfahren der Chemieindustrie klimafreundlicher machen.
• Im Verkehr kann Grüner Wasserstoff als Treibstoff dienen. Zusammen mit Kohlenmonoxid lässt er sich zudem in klimafreundliche Kraftstoffe umwandeln, die LKW, Schiffe und Flugzeuge antreiben.
• Grüner Wasserstoff kann Brennöfen der Industrie anfeuern. Mithilfe von Brennstoffzellen beheizt er außerdem Gebäude. Alternativ lässt sich aus ihm und Kohlendioxid Methan herstellen, das als Heizgas in Privathaushalten und der Industrie dienen kann.
• Grüner Wasserstoff lässt sich in Strom umwandeln, um Schwankungen im Stromnetz auszugleichen.

Gegenwärtig werden etwa 80 Prozent des weltweiten Energiebedarfs über die fossilen Brennstoffe Kohle, Erdöl und Erdgas gedeckt, so die Studie des Deutsches Zentrums für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR), veröffentlicht vom Institut für Solarforschung in Köln. Der Ausstoß aus der Verbrennung fossiler Energieträger, insbesondere das Treibhausgas CO₂, ist die Hauptursache für die globale Erwärmung durch den vom Menschen verursachten Treibhausgaseffekt. Wird der Ausstoß von Treibhausgasen nicht drastisch reduziert, erreichen die Auswirkungen auf das Klima und damit das Leben auf der Erde katastrophale Dimensionen, heißt es in der Studie: Die starke Begrenzung von CO₂-Emissionen, besser noch die vollständige Vermeidung, sei essenziell, um die Ziele des Pariser Klimaabkommens zur Begrenzung der globalen Erwärmung auf weniger als 1,5 °C zu erreichen.