Wasserstoff

Definition

„Als Wasserstoff bezeichnet man das kleinste und häufigste Element des Universums, das auf der Erde fast ausschließlich in gebundener Form vorkommt: es ist nämlich ein farb- und geruchloses Gas.“ [1]

Wasserstoff wird heute hauptsächlich “mittels Dampfreformierung”, also unter Druck und durch hohen Temperaturen,  aus Erdgas gewonnen. Bei diesem Vorgang wird “viel CO2 freigesetzt, wodurch Wasserstoff nicht so umweltfreundlich ist, wie eigentlich gedacht. Alternativ kann Wasserstoff jedoch auch mit Strom im Elektrolyseverfahren erzeugt werden. Dabei wird Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Verwendet man dabei ausschließlich Strom aus regenerativen Quellen, gilt der Wasserstoff als CO2-frei”. [2]

Woher kam die Entdeckung des Wasserstoffes?

Die Entdeckung des Wasserstoffes verdankt sich dem britischen Chemiker und Physiker Henry Cavendish. Im Jahr 1766 hat er mit Quecksilber und Säuren experimentiert und dabei bemerkt, dass bei einem Zusammenbrach beider Substanzen kleine Gasbläschen entstanden. Er hat deshalb das Gas als „brennbare Luft“ bezeichnet. [3]

Zwei Jahrzehnte später, unabhängig von Cavendish, entdeckte auch der französische Chemiker Antoine de Lavoiser das neue Gas und erkannte es als Bestandteil des Wassers. Er bezeichnete es deshalb mit dem modernen Begriff „Hydrogen“, denn hýdor (ὕδωρ) bedeutet auf Altgriechisch „Wasser“. [4]

Herstellungsmethoden

Je nach Energieintensivität und Klimafreundlichkeit der Herstellungsmethode des Wasserstoffes, unterscheidet man zwischen verschiedenen Farben des Elements, nämlich zwischen grauem, grünem, blauem, türkisen und gelben Wasserstoff. [3]

Grüner Wasserstoff entsteht durch das Elektrolyseverfahren. Den Strom für dieses Verfahren liefern erneuerbare Energiequellen aus Wind, Wasser oder Sonne. Grauer und grüner Wasserstoff wird hingegen mit Hilfe von Wasserdampf aus fossilen Brennstoffen wie Erdgas, Kohle oder Öl erzeugt. Türkiser Wasserstoff ist auch nicht CO2-neutral, da er aus Methan entsteht, das als hochaktives Treibhausgas gilt. Wirklich nachhaltig ist also nur der grüne Wasserstoff, der mit regenerativem Strom produziert wird. Als Abfallprodukt fällt lediglich Sauerstoff an. [4]

Wie wird Wasserstoff eingesetzt?

Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig. Wasserstoff findet in drei wichtigen Bereichen Anwendung: in der Industrie; in Verkehr, Logistik und Transport; in der Energiewirtschaft. [7]

Im Bereich der Industrie wird Wasserstoff „etwa zur Metallverarbeitung, zur Härtung von Fetten oder auch bei der Herstellung von Düngemitteln (bzw. von Ammoniak) und der Entschwefelung von Kraftstoffen eingesetzt“. [8]

Wasserstoff wird mehr und mehr für die Logistik und Transport von großen Mengen an Personen und Gütern verwendet, z. B. für Nahverkehr wie Busse oder Züge oder im Schiffsverkehr. [9]

In Bezug auf die Energiewirtschaft wird „der Einsatz von wasserstofffähigen Gaskraftwerken einen wesentlichen Teil der Versorgungssicherheit darstellen“. [10]

Daher kann Wasserstoff in Zukunft „alle Aufgaben fossiler Energieträger übernehmen“. [11]

Was sind die Vorteile?

Die Nutzung des Wasserstoffes als Energiequelle bietet eine Reihe von Vorteilen, wie z. B. keine Treibhausgasemissionen und mehrere Einstellungsmöglichkeiten, wie zuvor beschrieben. Wasserstoff ist deshalb sauber und der Strom kann aus erneuerbaren Energiequellen gespeichert werden. [12]

Gibt es auch Nachteile?

Wie zuvor beschrieben, sind alle Varianten der Wasserstoffherstellung bis auf den grünen Wasserstoff nicht umweltfreundlich. [13]

Ein anderer Nachteil ist, dass die Kapazitäten zur Erzeugung noch nicht ausreichend sind. Es wäre deshalb hilfreich, „sich auf die Verbesserung von Effizienzmaßnahmen sowie auf den Ausbau erneuerbarer Energien zu konzentrieren“. [14]

Good to know 

Laut dem VERBUND AG werde „bis 2030 der Bedarf an grünem Wasserstoff in Österreich bei rund 160.00 Tonnen liegen“. Aufgrund des Potenzials von grünem Wasserstoff sind dies gute Nachrichten für die österreichische Energiezukunft. [15]