Grüner Wasserstoff

Sicher versorgt mit grüner Energie

Durch Elektrolyse kann Wasserstoff klimaneutral erzeugt werden. Dazu wird Strom aus erneuerbaren Quellen, wie z. B. Wind oder Sonne genutzt, um Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff aufzuspalten. Der so erzeugte CO₂-freie Wasserstoff ist gasförmig und kann in die bestehende Gas-Infrastruktur eingespeist und gespeichert werden. So wird überschüssige Eerneuerbare Energie, die nicht in das Stromnetz eingespeist werden kann, in Form von grünem Wasserstoff nicht nur speicherbar, sondern kann zu den Verbrauchern transportiert und zur Wärme- und Stromerzeugung, in der Industrie und im Verkehrssektor verwendet werden.

Herstellung: Wie wird grüner Wasserstoff erzeugt?

Die Technologie wird als Power-to-Gas, also Strom-zu-Gas bezeichnet. Sie löst eine der großen Aufgaben der Energiewende: Wie kann überschüssiger Ökostrom in großen Mengen gespeichert werden? Im Jahr 2020 fielen mehr als 6.000 Gigawatt ungenutzter Ökostrom an – eine Menge, mit der eine Stadt wie Berlin 6 Monate mit Energie versorgt werden könnte. Durch die Umwandlung in das grüne Gas Wasserstoff könnte die bisher nicht genutzte Energie aus Erneuerbaren in das Gas-Netz eingespeist und gespeichert werden.

Mehr zu Power-to-Gas

Der Wirkungsgrad des Elektrolyseverfahrens derzeit bei ca. 65 Prozent. In den vergangenen Jahren wurden erhebliche Investitionen in die Erforschung und Weiterentwicklung zur effizienten Erzeugung von grünem Wasserstoff getätigt. Mit Erfolg: In aktuelle Forschungsprojekten weisen Wasserstoff-Elektrolyseuren bereits einen Wirkungsgrad von 95 Prozent auf. So kann die Dekarbonisierung beschleunigt und grüner Wasserstoff schnell marktfähig gemacht werden.

Fünf Gigawatt an Elektrolyseleistung für grünen Wasserstoff bis 2030

Bis 2030 wird von einem Wasserstoffbedarf von rund 90 bis 110 Terrawattstunden (TWh) ausgegangen. Um den Aufbau eines starken einheimischen Marktes zu fördern, sollen bis zum Jahr 2030 in Deutschland Erzeugungsanlagen für grünen Wasserstoff mit bis zu fünf Gigawatt (GW) Gesamtleistung entstehen, einschließlich der dafür erforderlichen Energiegewinnung auf See und an Land. Dies entspräche einer grünen Wasserstoffproduktion von bis zu 14 TWh, die nicht nur wesentlich mehr Erneuerbare Energien erfordert. Dieses ambitionierte Ziel entspricht einem zusätzlichen Strombedarf aus erneuerbaren Energien von 20 Terrawattstunden (TWh) und setzt ein sehr hohe Ausbautempo voraus.

H2 Global: Importe nötig

Um diesen Bedarf an Wasserstoff decken zu können, braucht es vor allem in der EU verlässliche Partner für die Gewinnung und den Transport von Wasserstoff sowie Kooperationen und Importstrukturen. Das biete auch die Chance zum Ausbau des EU-weiten Energie-Binnenmarktes und zur Kooperation mit sonnen- und windreichen Entwicklungsländern (die ein großes Potenzial im Bereich erneuerbarer Energien haben), heißt es in der nationalen Wasserstoffstrategie. Von ihnen könnte Deutschland den wertvollen grünen Wasserstoff importieren, um die eigene Produktion aufzustocken. Auch die Gas-Infrastruktur wird sich dafür wandeln müssen und ist Thema der nationalen Wasserstoffstrategie der Bundesregierung. Aber auch eine größtmögliche Vielfalt in der Wasserstofferzeugung ist notwendig, um z. B. den CO₂-Ausstoß der Industrie so schnell wie möglich zu reduzieren. Dafür kommen blauer und türkiser Wasserstoff infrage.

Expertenthema

Türkiser Wasserstoff

CO₂ wird dauerhaft als festes Granulat gebunden.

Methan-Pyrolyse

Power-to-Gas

Strom zu Gas mit der Power-to-Gas-Technologie

Strom zu Gas

Blauer Wasserstoff

Wirtschaftliches Verfahren für Wasserstoff für die Industrie.

Dampf-Reformation