Was ist grüner Wasserstoff? Produktion, Nutzbarkeit & mehr

Grüner Wasserstoff macht es möglich, Deutschlands Industrie, den größten Verursacher von Treibhausgasen, klimafreundlich zu gestalten. Es ist z.B. der sinnvollste Weg, umweltfreundliche Kohle in der Stahlindustrie zu ersetzen. Gleichzeitig ist der Einsatz alternativer Energieträger eine Möglichkeit, unabhängiger von russischem Gas zu werden. In diesem Artikel nehmen wir u.A. die grüner Wasserstoff Herstellung, die Einsatzgebiete, die Herausforderungen und die Zukunftschancen von grünem Wasserstoff unter die Lupe.

Grüner Wasserstoff Definition: Was ist grüner Wasserstoff?

Wasserstoff kommt gebunden an Wasser sowie an andere Elemente in sämtlichen Pflanzen und lebenden Organismen vor. Grundsätzlich ist Wasserstoff ein farb- und geruchloses Gas, das u.A. als Energieträger in der Industrie eingesetzt werden kann. Wasserstoff kann auf verschiedene Art und Weise hergestellt werden. Grüner Wasserstoff hat dabei jedoch die Besonderheit, dass er auf umweltfreundliche und klimaneutrale Art und Weise gewonnen werden kann.

Grüner Wasserstoff Herstellung

Schauen wir uns zum besseren Verständnis erst einmal an, wie man grünen Wasserstoff herstellen kann: Durch die Kraft von nachhaltigen Energiequellen wie Windkraft, Sonne (durch Photovoltaik), Biomasse bzw. Bioenergie oder Wasserkraft wird zunächst erneuerbare Energie erzeugt. Diese Energie wird in der Folge eingesetzt, um eine Wasser-Elektrolyse zu betreiben, bei der Wasser unter Strom gesetzt wird. Auf diese Weise entstehen die Elemente Wasserstoff und Sauerstoff.

Nach der grüner Wasserstoff Herstellung kann grüner Wasserstoff durch die Zugabe von Kohlenstoffdioxid aus der Luft zu einem klimaneutralen Brenngas (Power-to-Gas) oder zu einem synthetischen Kraftstoff (Power-to-Liquid) umgewandelt werden. Zu den Einsatzmöglichkeiten von grünem Wasserstoff als Brenngas sowie Kraftstoff kommen wir noch im weiteren Verlauf des Artikels.

Zunächst einmal ist Wasserstoff zwar ein farbloses Gas, aber je nach seinem Ursprung trägt er verschiedene Farben im Namen. So gibt es die folgenden Arten von Wasserstoff, die sich insbesondere in Bezug auf ihre Herstellung unterscheiden:

• Grüner Wasserstoff, blauer Wasserstoff und mehr
• Grüner Wasserstoff: Grüner Wasserstoff entsteht durch die Elektrolyse von Wasser. Da Strom aus erneuerbaren Energiequellen verwendet wird, ist grüner Wasserstoff CO₂-frei.
• Blauer Wasserstoff: Bei der Entstehung von blauem Wasserstoff wird CO₂ teilweise abgeschieden und im Erdboden gespeichert (CCS, Carbon Capture and Storage).
• Grauer Wasserstoff: Grauer Wasserstoff wird durch Dampfreformierung aus fossilen Energieträgern hergestellt. Dabei entstehen rund 10 Tonnen CO₂ pro Tonne Wasserstoff, welches in die Atmosphäre abgegeben wird.
• Türkiser Wasserstoff: Derzeit noch in der Entwicklung ist türkiser Wasserstoff. Er wird über die thermische Spaltung von Methan (Methanpyrolyse) hergestellt und anstelle von CO₂ entsteht dabei fester Kohlenstoff.

Warum und wie wird grüner Wasserstoff eingesetzt?

Grüner Wasserstoff ist – neben anderen alternativen Energiequellen wie Solarenergie und Windkraft – ein wichtiger Baustein, um zum einen die Energiewende herbeizuführen und zum anderen die Abhängigkeit von (russischem) Gas als Energieträger zu verringern und die damit zusammenhängende Gaskrise abzufedern.

Die Nutzung von grünem Wasserstoff ist emissionsfrei möglich. Dieser Umstand macht grünen Wasserstoff zu einer beliebten Energiequelle, die in vielfältigen Bereichen einsetzbar ist.

Einsatzgebiete von grünem Wasserstoff

1. Grüner Wasserstoff Unternehmen: Zu den wichtigsten Einsatzbereichen von (grünem) Wasserstoff zählen die Stahl-, Glas-, Zement- und Chemieindustrie: In der Stahlindustrie kann Wasserstoff Braunkohle sowie Steinkohle ersetzen und, in der Chemieindustrie kann Wasserstoff Erdöl ersetzen. Außerdem kann Wasserstoff die Brennöfen verschiedener Industriezweige beheizen und damit die Umwelt schonen.
2. Grüner Wasserstoff Logistik: Insbesondere dort, wo eine Elektrifizierung nicht sinnvoll oder möglich ist, kann grüner Wasserstoff eingesetzt werden. Auch im Flug-, Fern- und Schiffsverkehr spielt Wasserstoff daher eine wichtige Rolle. Grüner Wasserstoff kann nämlich aus Ausgangsstoff für synthetische, klimafreundliche Kraftstoffe eingesetzt werden. In geringen Mengen (bis zu 10 Prozent) kann Wasserstoff bereits heute dem Gasnetz beigefügt werden. Der Vorteil: Grüner Wasserstoff kann wie Erdgas verbrannt werden, als Abfallprodukt entsteht aber nur Wasserdampf.
3. Grüner Wasserstoff Heizung: Grüner Wasserstoff lässt sich in Strom und Wärme umwandeln. Auf diese Weise können sogar Häuser beheizt und mit Elektrizität versorgt werden. Suchen Sie aktuell einen Stromanbieter oder Gasanbieter für Ihr Wohnhaus oder für Ihr Unternehmen? Die Energieexpert/innen von Energiemarie beraten Sie gerne in Bezug auf einen für Sie passenden Energieanbieter sowie Tarif.

Grüner Wasserstoff: Was verspricht man sich davon?

Wie Sie bereits erfahren konnten, ist die Herstellung von grünem Wasserstoff zum einen umweltfreundlich und zum anderen vielseitig in der Industrie, in der Strom- und Wärmeversorgung von Immobilien sowie im Transport einsetzbar. Grüner Wasserstoff ist in diesem Zusammenhang einer der Hoffnungsträger für eine klimafreundliche Industrie sowie für die Unterstützung eines emissionsfreien Verkehrs.

Aber: Derzeit kostet die grüner Wasserstoff Herstellung noch rund das Doppelte von der vergleichsweise schmutzigen und umweltschädlichen Alternative, dem grauen Wasserstoff. Dieser Umstand soll sich jedoch in Zukunft ändern, denn je mehr erneuerbare Energien in Deutschland verfügbar sein werden, desto günstiger wird auch die Herstellung von grünem Wasserstoff!

Basierend auf diesen Aussichten soll der weltweite Anteil an grünem Wasserstoff bis zum Jahr 2040 auf rund 45 % ansteigen. Auf diese Weise soll ein wichtiger Beitrag zu einer klimaneutralen Energieerzeugung für die Industrie, Gewerbe, Kommunen und Privathaushalte geleistet werden.

🌱 Bis 2030 soll grüner Wasserstoff aus Norwegen kommen Als Beitrag zur Energiewende und zum klimafreundlichen Umbau der Wirtschaft in Deutschland soll laut Bundeswirtschaftsministerium bis 2030 eine großflächige Versorgung mit grünem Wasserstoff aus Norwegen sichergestellt werden. Bis 2030 könnte das skandinavische Land rund 50 Terrawattstunden liefern, bis 2040 sogar 150 Terrawattstunden.

Die Effizienz von grünem Wasserstoff

Die Effizienz von serienmäßig hergestellten Elektrolyseuren zur grünen WAssersoff Herstellung soll in der Zukunft bei rund 70 % liegen. D. h., 70 % der für die Elektrolyse eingesetzten Energie wird entsprechend in Wasserstoff gebunden. Soweit der Ausblick, denn solche Elektrolyseure sind, Stand 2022, noch nicht verfügbar. Wie hoch die Effizienz letzten Endes ist, bleibt entsprechend noch abzuwarten.

Welche Herausforderungen muss grüner Wasserstoff überwinden?

Auch, wenn grüner Wasserstoff vielversprechend ist, um unabhängiger von fossilen Energieträgern zu werden, stehen die Produktion und insbesondere der Transport von Wasserstoff vor Herausforderungen:

 Die Produktion von grünem Wasserstoff: Für die Herstellung von grünem Wasserstoff werden sehr große Mengen an regenerativ erzeugtem Strom benötigt. Zunächst muss also viel alternative Energie erzeugt werden. Dies stellt eine große Herausforderung für die Wasserstoffproduktion dar. Auch die Kosten der Produktion sind aktuell noch recht hoch. Diese können allerdings gesenkt werden, wenn erneuerbarer Strom günstiger produziert werden kann.

 Der Transport von grünem Wasserstoff: Auf dem Weg zum Verbraucher geht ein Teil der Energie verloren. Außerdem sind abhängig von der Menge des transportierten Wasserstoffs verschiedene Transportmethoden besser geeignet. Für große Mengen Wasserstoff und kurze Distanzen sind z.B. Wasserstoffleitungen am besten geeignet. Für mittlere sowie längere Wege bieten sich andere Methoden an (z.B. verflüssigt, gebunden an eine Trägerflüssigkeit oder in Form von Wasserstoff-Folgeprodukten).

 Zur Überwindung des Transportproblems soll die geplante "H2Med" Wasserstoffpipeline zwischen Spanien und Frankreich bis nach Deutschland weitergebaut werden, um so die Wasserstoff-Infrastruktur in ganz Europa zu optimieren, wodurch die Technologie weiter voranschreiten kann.

Grüner Wasserstoff Nachteile und Vorteile im Überblick

In den vorangegangenen beiden Kapiteln wurden bereits die Chancen und die Herausforderungen im Zusammenhang mit grünem Wasserstoff beschrieben. An dieser Stelle finden Sie eine kompakte Zusammenfassung der Vor- und Nachteile, die der Einsatz von grünem Wasserstoff mit sich bringt.

Einige grüner Wasserstoff Nachteile und Vorteile sehen Sie hier kompakt zusammengefasst:

• Grüner Wasserstoff Wirkungsgrad liegt bei etwa 70 Prozent
• Nachhaltige und klimaneutrale Energie
• Mehr Abhängigkeit von fossilen Energieträger wie (russischem) Gas
• Die Kosten der grüner Herstellung sind aktuell noch hoch
• Hoher Stromverbrauch zur Herstellung von grünem Wasserstoff
• Verluste beim Transport von grünem Wasserstoff

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