Wasserstoff: Wofür kann er verwendet werden?

Was­ser­stoff und sei­ne De­ri­va­te sind ein Kern­ele­ment des künf­ti­gen Ener­gie­sys­tems, denn sie sind viel­sei­tig ein­setz­bar und ha­ben das Po­ten­zi­al, vie­le Be­rei­che un­se­res Le­bens kli­ma­neu­tral zu ge­stal­ten. Was­ser­stoff kann als End­ener­gie für in­dus­tri­el­le Pro­zes­se, für die Wär­me­ver­sor­gung oder als al­ter­na­ti­ver Kraft­stoff in der Mo­bi­li­tät ver­wen­det wer­den. Das Gas kann zu­dem dank der be­reits be­ste­hen­den Gas­-In­fra­struk­tur ge­spei­chert wer­den. So­mit ist Was­ser­stoff die per­fek­te Er­gän­zung zu den vo­la­ti­len er­neu­er­ba­ren Ener­gien.

Wasserstoff als Energiespeicher

Was­ser­stoff eig­net sich zum Spei­chern von nicht be­nö­tig­tem er­neu­er­ba­rem Strom und er­mög­licht so, die er­neu­er­ba­re Strom­er­zeu­gung ab­zu­si­chern und die Ver­stro­mung zu fle­xi­bi­li­sie­ren. Durch die Um­wand­lung elek­tri­scher Ener­gie in che­mi­sche Ener­gie in Form von Was­ser­stoff kön­nen enor­me Men­gen an Ener­gie lang­fris­tig und auf un­ter­schied­lichs­te Wei­se ge­spei­chert wer­den: in klei­nen Men­gen oder in meh­re­ren Tau­send Ton­nen um­fas­sen­den un­ter­ir­di­schen Gas-Ka­ver­nen. Die Gas-In­fra­struk­tur er­mög­licht es, dass Was­ser­stoff al­len Sek­to­ren zu­gäng­lich ge­macht wird.

Was­ser­stoff für ei­ne CO2-freie In­dus­trie

Deutsch­land braucht ei­ne in­no­va­ti­ve, tech­no­lo­gisch fort­schritt­li­che und CO2-neu­tra­le In­dus­trie, die auf dem glo­ba­len Markt auch künf­tig wirt­schaft­lich mit­hal­ten kann. Durch die Ver­wen­dung von Was­ser­stoff bie­tet sich für die In­dus­trie ein enor­mes Po­ten­zi­al bei ih­ren ener­gie­in­ten­si­ven Pro­zes­sen CO2 ein­zu­spa­ren. Da­bei ist der Ein­satz von Was­ser­stoff nicht auf be­stimm­te Be­rei­che be­schränkt, viel­mehr kann er zur Treib­haus­gas­neu­tra­li­tät in­dus­tri­el­ler Wert­schöp­fungs­ket­ten bei­tra­gen. Dank Was­ser­stoff kann die nach­hal­ti­ge Trans­for­ma­ti­on der In­dus­trie ge­lin­gen.

In der Stahl- und che­mi­schen In­dus­trie weist er ein be­son­ders ho­hes CO2-Min­de­rungs­po­ten­zi­al auf. Mit dem Start­schuss zur Um­set­zung der Na­ti­o­na­len Was­ser­stoff­stra­te­gie 2020 wur­den 2 Mil­li­ar­den Eu­ro für Was­ser­stoff­pro­jek­te in der Stahl­pro­duk­ti­on zur Ver­fü­gung ge­stellt. Ers­te Pi­lot­pro­jek­te zur Her­stel­lung von fos­sil­frei­em Stahl lau­fen be­reits er­folg­reich. Auch zur Glas­schmel­ze bie­tet sich Was­ser­stoff an, um lang­fris­tig den Ener­gie­trä­ger Erd­gas ab­zu­lö­sen. Zu­künf­tig kann die Glas­schmel­ze mit ei­nem Was­ser­stoff-Erd­gas-Ge­misch und so­gar mit 100 Pro­zent Was­ser­stoff er­fol­gen. So wird die Glas­her­stel­lung Schritt für Schritt kli­ma­neu­tral.

Einsatz in der Wärmeversorgung

Klimaneutral heizen mit Wasserstoff

Die ener­gie­be­ding­ten CO2-Emis­si­o­nen der Haus­hal­te wur­den von 1990 bis 2021 um über 36 Pro­zent ver­rin­gert. Bis 2045 soll auch der Wär­me­markt kli­ma­neu­tral sein. Um das Ziel zu er­rei­chen, müs­sen wei­ter­hin gro­ße An­stren­gun­gen un­ter­nom­men wer­den. Der An­teil re­ge­ne­ra­tiv er­zeug­ter End­ener­gien für die Wär­me­ver­sor­gung lag 2022 bei nur rund 17 Pro­zent.

Wasserstoffheizung Brennstoffzelle

Die Ver­wen­dung von Was­ser­stoff bie­tet gro­ße CO2-Ein­spar­po­ten­zi­a­le: Rund 50 Pro­zent der Haus­hal­te und 1,8 Mil­li­o­nen Ge­wer­be- und In­dus­trie­be­trie­be in Deutsch­land sind an das Gas-Netz an­ge­schlos­sen, das be­reits zum gro­ßen Teil H2-ready ist. Be­son­ders Ge­bäu­de, die nicht oder nur mit ho­hem fi­nan­zi­el­lem Auf­wand auf ei­ne strom­ba­sier­te Wär­me­ver­sor­gung um­ge­stellt wer­den kön­nen, ha­ben durch den An­schluss an das Gas-Netz bes­te Vo­raus­set­zun­gen für ei­ne Ver­sor­gung mit Was­ser­stoff. H2-Heiz­kes­sel wer­den ab 2025 auf den Markt ge­lan­gen. Mit der Brenn­stoff­zel­le gibt es be­reits ei­ne was­ser­stoff­ba­sier­te Hei­zung, die ne­ben Wär­me auch Strom pro­du­ziert.

Auch in Fern- und Nah­wär­me­net­zen, de­ren Be­deu­tung wei­ter zu­neh­men wird, kann der Ener­gie­trä­ger ei­nen wert­vol­len Bei­trag leis­ten. In 2023 lag der An­teil er­neu­er­ba­rer Ener­gien an der Fern­wär­me bei schät­zungs­wei­se 19,5 Pro­zent. KWK-An­la­gen – mit einem An­teil von et­wa 70 Pro­zent an der Fern­wär­me­ver­sor­gung – zur Ener­gie­ver­sor­gung von z. B. Stadt­quar­tie­ren kön­nen künf­tig kli­ma­neu­tral mit Was­ser­stoff be­trie­ben wer­den.

Wasserstoff im lokalen Verteilnetz

Wasserstoff zum Heizen

Was­ser­stoff kann die CO2-Emis­si­o­nen sen­ken und die Kos­ten für kli­ma­freund­li­ches Woh­nen für den Ein­zel­nen ge­ring hal­ten. Das Pi­lot­pro­jekt H2Direkt in Ho­hen­wart zeigt ein­drucks­voll, wie aus den heu­ti­gen Gas-Ver­teil­net­zen die Was­ser­stoff-Net­ze von mor­gen wer­den und Hauhalte sowie Gewerbe effizient mit Wasserstoff zum Heizen versorgt werden können. Ge­mein­sam kön­nen wir #gasneudenken.

Wasserstoff für die Stromerzeugung

Auch für die Strom­er­zeu­gung spielt Was­ser­stoff ei­ne wich­ti­ge Rol­le: Denn was­ser­stoff­fä­hi­ge Gas-Kraft­wer­ke sind künf­tig das ver­läss­li­che Back-Up für die vo­la­ti­len er­neu­er­ba­ren Ener­gien. Wenn der Wind nicht weht und die Son­ne nicht scheint, wer­den sie un­se­re Strom­ver­sor­gung wei­ter si­chern. Schon heu­te sind Gas-Kraft­wer­ke kli­ma­freund­li­cher als Koh­le­kraft­wer­ke. Noch wer­den sie mit Erd­gas be­trie­ben, aber der Fuel Switch auf er­neu­er­ba­re und de­kar­bo­ni­sier­te Ga­se wie Was­ser­stoff ist be­reits vor­ge­zeich­net.

Grüne Mobilität mit Wasserstoff

Was­ser­stoff­lö­sun­gen ste­hen auch im schwer zu de­kar­bo­ni­sie­ren­dem Schwer­last­ver­kehr zur Ver­fü­gung. Für län­ge­re Stre­cken, im öf­fent­li­chen Per­so­nen­nah­ver­kehr oder für den Gü­ter­trans­port sind was­ser­stoff­be­trie­be­ne Fahr­zeu­ge die sinn­vol­le Er­gän­zung zur Elek­tro­mo­bi­li­tät. Brenn­stoff­zel­len-Fahr­zeu­ge tan­ken rei­nen Was­ser­stoff und wan­deln die­sen in Strom um. Sie zäh­len al­so zu den Elek­tro­au­tos. Im Ge­gen­satz zu ei­nem Elek­tro-Fahr­zeug wird der Strom aber nicht mit­ge­führt, son­dern di­rekt im Fahr­zeug er­zeugt und in ei­ner Bat­te­rie ge­spei­chert. Was­ser­stoff-Fahr­zeu­ge fah­ren emis­si­ons­frei und lei­se. Um­ge­wan­delt in syn­the­ti­schen Kraft­stoff stün­de Was­ser­stoff auch für den Flug- und Schiffs­ver­kehr als treib­haus­gas­ar­mer Treib­stoff zur Ver­fü­gung.

Branchennews 16. Juli 2024

Offizieller Startschuss für die Umsetzung von 23 IPCEI-Wasserstoff-Projekten in Deutschland

Zur Meldung

Wasserstoff-Technologien bieten Klimaschutz 

Der Ener­gie­trä­ger bie­tet ein gro­ßes Po­ten­zi­al, um die Kli­ma­neu­tra­li­tät bis 2045 zu er­rei­chen. Ins­be­son­de­re Be­rei­che, die heu­te noch auf Erd­gas an­ge­wie­sen sind, kön­nen mit dem Switch auf Was­ser­stoff ein­fach ih­re Emis­si­o­nen re­du­zie­ren. Im ers­ten Schritt kann die Ver­wen­dung von blau­em Was­ser­stoff zu schnel­len Er­geb­nis­sen füh­ren. Lang­fris­tig sorgt der Ein­satz von grü­nem Was­ser­stoff mit der Power-to-Gas-Tech­no­lo­gie für kli­ma­neu­tra­le Ener­gie. Der Aus­bau er­neu­er­ba­rer Ener­gien ist da­für un­er­läss­lich. Denn um den Ener­gie­trä­ger mög­lichst breit ein­zu­set­zen und um sein Kli­ma­schutz­po­ten­zi­al aus­zu­schöp­fen, muss er in aus­rei­chen­dem Maß ver­füg­bar sein. Da­her sind zu­nächst für ei­nen er­folg­rei­chen Was­ser­stoff-Hoch­lauf ver­schie­de­ne Er­zeu­gungs­we­ge not­wen­dig.

Plattform H2 kommunal: Netzwerk für Wasserstoff in Kommunen

Plattform für kommunale Wasserstofferzeugung

Mit H2 kom­mu­nal gibt es ei­ne Platt­form, die re­gi­o­na­len Ak­teu­ren beim Auf­bau der Was­ser­stoff­wirt­schaft ei­ne star­ke Stim­me gibt. Das Netz­werk bie­tet re­gi­o­na­len Ener­gie­ver­sor­gern und Stadt­wer­ken Un­ter­stüt­zung bei der Ent­wick­lung und Um­set­zung von kom­mu­na­len Was­ser­stoff­pro­jek­ten.

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