Herstellung von Wasserstoff

Was­ser­stoff kommt in un­ge­bun­de­ner Form auf der Er­de na­he­zu nicht vor. Er ist zum Bei­spiel in Was­ser, Bio­mas­se oder Erd­gas zu fin­den. Ge­nau­so wie Strom ist Was­ser­stoff ei­ne Se­kun­där­ener­gie und kann mit­hil­fe von Roh­stof­fen und Ener­gie auf ver­schie­de­ne Wei­sen ge­won­nen wer­den. Die un­ter­schied­li­chen Pro­duk­ti­ons­pfa­de für den Ener­gie­trä­ger wer­den nach Far­ben ka­te­go­ri­siert.

Es exis­tie­ren wei­te­re Her­stel­lungs­me­tho­den für zum Bei­spiel pin­ken, gel­ben oder brau­nen Was­ser­stoff, die aber auch auf­grund der ver­wen­de­ten Ener­gie­quel­len we­ni­ger ge­eig­net sind: 

  • Strom aus Kern­kraft (Pink bzw. Rosa) 
  • Strom aus ei­ner Mi­schung er­neu­er­ba­rer Ener­gien und fos­si­ler Brenn­stof­fe (Gelb) 
  • Strom aus Koh­le (Braun) 
  • wenn Was­ser­stoff als Ab­fall­pro­dukt an­de­rer che­mi­scher Ver­fah­ren ent­steht oder sel­te­ne na­tür­li­che Vor­kom­men mit­tels Fracking ge­won­nen wer­den (Weiß) 

Wie viel Wasserstoff braucht Deutschland?

Die Nach­fra­ge an Was­ser­stoff in den Sek­to­ren In­dus­trie, Mo­bi­li­tät, Strom und Wär­me ist un­ter­schied­lich. Für zum Bei­spiel ther­mi­sche In­dus­trie­pro­zes­se ist die Um­stel­lung auf Was­ser­stoff teil­wei­se die ein­zi­ge Mög­lich­keit zur De­kar­bo­ni­sie­rung. Nach Prog­no­sen der Deut­schen Ener­gie-Agen­tur (dena) wer­den im Jahr 2030 90 bis 110 Te­ra­watt­stun­den (TWh) Was­ser­stoff be­nö­tigt. Das ent­sprä­che ei­ner Elek­tro­ly­se­ka­pa­zi­tät von 40 Gi­ga­watt (GW).

Durch sich ver­än­dern­de Rah­men­be­din­gun­gen seit 2022 zeich­net sich ein deut­lich hö­he­rer Be­darf an Was­ser­stoff ab. Be­reits heu­te wer­den je­des Jahr rund 70 TWh Was­ser­stoff in der deut­schen In­dus­trie be­nö­tigt. Für das Zeit­fens­ter 2040–2050 geht der Na­ti­o­na­le Was­ser­stoff­rat von ei­nem Ge­samt­be­darf von 964 bis 1.364 TWh Was­ser­stoff aus. Die­ser wird sich nicht aus­schließ­lich über ei­ne in­län­di­sche Pro­duk­ti­on de­cken las­sen.

Zu­min­dest ein Teil der Pro­duk­ti­on kann über deut­sche Stand­or­te ab­ge­deckt wer­den: 10 Gi­ga­watt Elek­tro­ly­se­leis­tung sol­len bis 2030 ins­tal­liert wer­den. Der Aus­bau geht zö­ger­lich vo­ran. Doch auch wenn die Aus­bau­zie­le er­reicht wer­den, feh­len min­des­tens 30 GW ins­tal­lier­ter Elek­tro­ly­se­leis­tung. Deutsch­land wird auf Im­por­te an­ge­wie­sen sein. Um Was­ser­stoff-Im­por­te aus son­nen- und wind­rei­chen Re­gi­o­nen si­cher­zu­stel­len, ar­bei­tet Deutsch­land be­reits am Auf­bau von glo­ba­len Part­ner­schaf­ten.

Wasserstoff made in Germany

Die Bun­des­re­gie­rung hat mit der Na­ti­o­na­len Was­ser­stoff­stra­te­gie ei­nen Grund­stein für Was­ser­stoff-Tech­no­lo­gien ge­legt und för­dert de­ren Markt­hoch­lauf. Die ge­sam­te Wert­schöp­fungs­ket­te von Was­ser­stoff wird in 62 deut­schen Groß­pro­jek­ten un­ter­sucht, die im Rah­men des Important Projects of Common European Interest (IPCEI) ge­för­dert wer­den. Da­für ha­ben das Bun­des­wirt­schafts- und das Bun­des­ver­kehrs­mi­nis­te­ri­um 19 Pro­jek­te für die Was­ser­stoff-Er­zeu­gung, 15 Was­ser­stoff-In­fra­struk­tur­pro­jek­te, 16 Pro­jek­te zur Was­ser­stoff-Nut­zung in der In­dus­trie so­wie 12 Pro­jek­te zur Was­ser­stoff-Nut­zung im Ver­kehrs­sek­tor aus­ge­wählt. 

Wasserstoff kann ideal über das Gas-Netz transportiert werden

Möglichkeiten der Wasserstoffspeicherung

Bis zu sei­ner Nut­zung für ver­schie­de­ne An­wen­dun­gen muss der er­zeug­te Was­ser­stoff ge­spei­chert wer­den. Da Was­ser­stoff in sei­ner Rein­form gas­för­mig ist, kann er lang­fris­tig und in gro­ßen Men­gen z. B. in Un­ter­grund-Ka­ver­nen­spei­chern ge­la­gert und über das Gas-Netz trans­por­tiert wer­den. Die Spei­che­rung von Was­ser­stoff bie­tet ein gro­ßes Kli­ma­schutz­po­ten­zi­al: An wind- und son­nen­rei­chen Ta­gen pro­du­zier­ter er­neu­er­ba­rer Über­schuss-Strom steht, um­ge­wan­delt in grü­nen Was­ser­stoff dann auch nachts oder bei Dun­kel­flau­te zur Ver­fü­gung.

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