Erzeugung grüner Wasserstoff

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.

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.

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
H2-Herstellung durch Pyrolyse

Türkiser Wasserstoff

CO2 wird dau­er­haft als fes­tes Gra­nu­lat ge­bun­den.

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Blauer Wasserstoff für die Industrie

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Wirt­schaft­li­ches Ver­fah­ren für Was­ser­stoff für die In­dus­trie.