Die globale Energieversorgung befindet sich in einem historischen Wandel. Klimawandel, steigende Energiepreise und geopolitische Abhängigkeiten zeigen deutlich, dass fossile Energieträger keine langfristige Lösung darstellen. Staaten, Unternehmen und Investoren suchen deshalb nach nachhaltigen Alternativen, die sowohl ökologisch sinnvoll als auch wirtschaftlich tragfähig sind.
In diesem Zusammenhang gewinnt Wasserstoff zunehmend an Bedeutung. Wasserstoff ist ein Energieträger mit enormem Potenzial: Er kann Energie speichern, transportieren und in verschiedenen Sektoren eingesetzt werden – von der Industrie über den Transport bis hin zur Stromerzeugung. Allerdings ist Wasserstoff nicht automatisch klimafreundlich. Entscheidend ist die Art seiner Herstellung.
Der Begriff „grüner Wasserstoff“ beschreibt Wasserstoff, der mithilfe erneuerbarer Energien produziert wird. Nur diese Form ermöglicht eine tatsächlich nachhaltige Energiewirtschaft und spielt deshalb eine zentrale Rolle in den globalen Klimastrategien.
Dieser Artikel erklärt, was grüner Wasserstoff ist, wie er entsteht und warum er ein entscheidender Bestandteil der zukünftigen Energieversorgung sein wird.
Wasserstoff ist das leichteste und häufigste Element im Universum. Auf der Erde kommt er jedoch selten in reiner Form vor. Meist ist er chemisch gebunden, zum Beispiel in Wasser (H₂O) oder in Kohlenwasserstoffen wie Erdgas.
Damit Wasserstoff als Energieträger genutzt werden kann, muss er zunächst aus diesen Verbindungen herausgelöst werden. Dieser Prozess erfordert Energie. Je nachdem, welche Energiequelle dabei verwendet wird, unterscheidet man verschiedene Arten von Wasserstoff.
In der Energiewirtschaft hat sich eine Farbklassifikation etabliert, die die unterschiedlichen Herstellungsverfahren beschreibt.
Nicht jeder Wasserstoff ist klimaneutral. Die Farbe beschreibt daher, wie er produziert wird.
Der größte Teil des heute weltweit produzierten Wasserstoffs ist sogenannter grauer Wasserstoff. Er wird aus Erdgas hergestellt, meist durch ein Verfahren namens Dampfreformierung.
Dabei entstehen große Mengen CO₂. Laut Analysen internationaler Energieorganisationen verursacht die heutige Wasserstoffproduktion jährlich rund 900 Millionen Tonnen CO₂ – etwa so viel wie der gesamte Flugverkehr weltweit.
Blauer Wasserstoff wird ebenfalls aus Erdgas hergestellt. Der Unterschied besteht darin, dass das entstehende CO₂ abgeschieden und gespeichert werden soll (Carbon Capture and Storage).
Allerdings bleibt die Produktion weiterhin abhängig von fossilen Energieträgern. Zudem ist die CO₂-Speicherung technisch aufwendig und wirtschaftlich umstritten.
Grüner Wasserstoff entsteht durch Elektrolyse von Wasser, wobei der benötigte Strom aus erneuerbaren Energien stammt – beispielsweise aus Solar- oder Windkraft.
Da bei diesem Prozess kein CO₂ entsteht, gilt grüner Wasserstoff als klimaneutral.
Diese Herstellungsform ist entscheidend für eine nachhaltige Energiewende.
Die wichtigste Technologie zur Produktion von grünem Wasserstoff ist die Elektrolyse.
Dabei wird Wasser mithilfe elektrischer Energie in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt.
Der Prozess funktioniert folgendermaßen:
Der erzeugte Wasserstoff kann anschließend:
Eine anschauliche technische Erklärung zur Funktionsweise der Elektrolyse und zur Rolle erneuerbarer Energien liefert das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme: https://www.ise.fraunhofer.de
Die Nachhaltigkeit von Wasserstoff hängt vollständig davon ab, woher der Strom für seine Produktion stammt.
Wird der Strom aus Kohle oder Gas erzeugt, entsteht sogenannter „grauer“ Wasserstoff – mit entsprechend hoher CO₂-Bilanz.
Erst wenn der Strom aus erneuerbaren Quellen stammt, wird Wasserstoff tatsächlich klimaneutral.
Besonders geeignet sind dabei:
Diese Energiequellen erzeugen emissionsfreien Strom und ermöglichen eine nachhaltige Wasserstoffproduktion.
Solarenergie spielt dabei eine besonders wichtige Rolle, da sie weltweit verfügbar und stark skalierbar ist.
Elektrischer Strom allein kann nicht alle Bereiche der Wirtschaft dekarbonisieren. Besonders energieintensive Industrien benötigen Energieträger mit hoher Energiedichte.
Grüner Wasserstoff kann genau diese Lücke schließen.
Zu den wichtigsten Einsatzbereichen gehören:
Stahlproduktion, Chemieindustrie und Raffinerien benötigen große Mengen Prozessenergie. Wasserstoff kann hier fossile Energieträger ersetzen.
LKW, Schiffe und teilweise Flugzeuge benötigen Energieträger mit hoher Energiedichte. Wasserstoff oder daraus erzeugte synthetische Kraftstoffe sind hierfür geeignet.
Erneuerbare Energien schwanken. Sonne scheint nicht immer, Wind weht nicht konstant. Wasserstoff kann überschüssige Energie speichern und später wieder verfügbar machen.
Der Hydrogen Council geht davon aus, dass Wasserstoff bis 2050 etwa 20 % des weltweiten Energiebedarfs decken könnte.
Ein zentrales Problem erneuerbarer Energien ist ihre Volatilität. Solarstrom und Windenergie sind wetterabhängig.
Grüner Wasserstoff bietet hier eine Lösung.
Überschüssiger Strom aus Solar- oder Windanlagen kann genutzt werden, um Wasserstoff zu produzieren. Dieser kann über längere Zeiträume gespeichert und bei Bedarf wieder genutzt werden.
Dadurch wird es möglich:
Diese Fähigkeit macht Wasserstoff zu einem zentralen Baustein zukünftiger Energiesysteme.
Der Markt für grünen Wasserstoff wächst weltweit rasant.
Viele Staaten investieren Milliarden in den Ausbau entsprechender Technologien. Auch private Investoren erkennen zunehmend das Potenzial dieser Entwicklung.
Die Europäische Union plant im Rahmen ihrer Wasserstoffstrategie unter anderem:
Gleichzeitig sinken die Kosten für erneuerbare Energien stetig, was auch die Produktion von grünem Wasserstoff günstiger macht.
Die International Renewable Energy Agency prognostiziert, dass die Produktionskosten für grünen Wasserstoff bis 2030 um bis zu 60 % sinken könnten.
Trotz seines großen Potenzials steht grüner Wasserstoff noch am Anfang seiner Entwicklung.
Zu den wichtigsten Herausforderungen gehören:
Viele dieser Herausforderungen werden derzeit durch technologische Innovationen und politische Programme adressiert.
Grüner Wasserstoff ist mehr als nur ein neuer Energieträger. Er ist ein Bindeglied zwischen verschiedenen Bereichen der Energiewirtschaft.
Er ermöglicht:
In Kombination mit erneuerbaren Energien wie Solar- und Windkraft entsteht ein Energiesystem, das klimaneutral, skalierbar und wirtschaftlich tragfähig ist.
Die Entwicklung dieser Technologien hat bereits begonnen – und sie wird die Energieversorgung der kommenden Jahrzehnte maßgeblich prägen.
Die Zukunft beginnt jetzt – werde Teil des GreenHydraMotion Ecosystems.
International Energy Agency – The Future of Hydrogen
https://www.iea.org/reports/the-future-of-hydrogen
International Renewable Energy Agency – Green Hydrogen Cost Reduction
https://www.irena.org/publications/2020/Dec/Green-hydrogen-cost-reduction
Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems
https://www.ise.fraunhofer.de
Hydrogen Council – Hydrogen Insights
https://hydrogencouncil.com/en/hydrogen-insights
European Commission – EU Hydrogen Strategy
https://energy.ec.europa.eu/topics/energy-systems-integration/hydrogen_en
ÜBER DEN AUTOR
Chris Becker
Chris Becker ist Experte für Community Building und hat bereits zahlreiche Projekte begleitet, in denen er als Berater sein Wissen unter Beweis gestellt hat. In diesem Blog führt er dich im Auftrag der Greenhydromotion GmbH durch die verschiedenen Themen in Bezug auf Wasserstoff.
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