Es ist schon faszinierend zu beobachten, wie uns in regelmäßigen Abständen “neue” Technologien präsentiert werden, die bei genaueren Recherchen alles andere als neu sind. Das ist beispielsweise nicht nur bei den bakteriellen Eigenschaften von Silber der Fall, sondern auch beim Wasserstoff. Denn dieses Element bzw. das dahinter liegende Grundprinzip – Wasser mit Hilfe von Strom in seine Einzelteile Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten – ist schon seit über 200 Jahren bekannt.

Die Frage, weshalb Wasserstoff dann nicht schon lange DER Energieträger für unsere Verbrennungsmotoren ist, ist eine sehr gute Frage. Insbesondere wenn der Fakt hinzugenommen wird, dass der Brennwert von einem Kilogramm Wasserstoff mit über 33 Kilowattstunden fast dreimal so hoch ist wie der Energiegehalt eines Liters Diesel oder Benzin. Eine schlüssige Erklärung könnte darin liegen, dass Wasserstoff nicht einfach abgebaut und sofort verwendet werden kann. Wasserstoff ist ein Gas und entsteht erst, wenn Wasser durch die Hinzugabe von Energie in seine Einzelteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt wird. Dazu setzt man Verfahren wie die Dampfreformierung, meist mittels Kohle- und Biomassevergasung, ein. Geschieht dies mit Hilfe elektrischen Stroms, spricht man von Elektrolyse. Und die Stromgewinnung lief in der Vergangenheit eben auch wieder meist über fossile Energieträger.

Doch spätestens seitdem die erneuerbaren Energiequellen auf dem Vormarsch sind, gibt es verschiedene Möglichkeiten, sogenannten grünen Wasserstoff herzustellen. Grün deswegen, da die Herstellung mit Strom aus erneuerbaren Energiequellen erfolgt und somit CO2-frei ist. Beispielsweise wird der für die Herstellung von Wasserstoff benötigte Strom über Solaranlagen produziert.

Wasserelektrolyse

Aktuell werden hauptsächlich drei Verfahren zur grünen Wasserstoffherstellung verwendet. Während sich die alkalische Elektrolyse und die Protonen-Austausch-Membran-Elektrolyse bereits in der Praxis seit vielen Jahren etabliert hat, steht die sogenannte Hochtemperatur-Elektrolyse oder auch Festkörperoxid-Elektrolyse (SOEL) gerade am Übergang von der Forschung zur industriellen Anwendung.

Insbesondere die letztgenannte SOEL-Technik bietet gegenüber der beiden anderen Verfahren den Vorteil, einen höheren Wirkungsgrad erzielen zu können. Zudem können die hohen Temperaturen, die bei dieser Technik entstehen, durch  Kopplung mit Wärmeanwendungen zusätzlich genutzt und somit der Strombedarf reduziert werden.

Je nach Elektrolyse-Verfahren werden unterschiedliche Rohstoffe benötigt. Und wie so häufig spielen auch Mitglieder unserer echte Werte Familie eine tragende Rolle bei der grünen Wasserstoffherstellung.

Dies war letztlich der Grund, für dieses zukunftsweisende Thema eine eigene Sondertranche aufzulegen und die hierfür vier wichtigsten echten Werte zu vereinen. Nachfolgend sind unsere vier echten Werte aufgeführt mit ihrem wertvollen Beitrag bezogen auf das Thema Wasserstoff:

  • Indium wird aufgrund seiner besonderen Eigenschaft, elektronische Signale zu übertragen, in Brennstoffzellen verwendet.
  • Gallium dient als Katalysator für den Elektrolyseprozess.
  • Kobalt hilft als Bestandteil von Wasserstoff-Speicherbatterien, den elektrischen Strom zu regulieren. Außerdem wird Kobalt in der Elektrolyse in den Anoden verwendet.
  • Zirkonium erhöht als Material für Katalysatoren die Effizienz bei der Umwandlung von Kohlenwasserstoffen in Wasserstoff. Ebenso wird die Effizienz und Haltbarkeit von Brennstoffzellen verbessert.

Zusammengefasst können wir festhalten, dass die vier genannten Metalle eine unterstützende Rolle bei der Produktion von Wasserstoff innehaben, indem sie die Effizienz und Zuverlässigkeit von Systemen verbessern, die für die Wasserstoffproduktion eingesetzt werden.

Welches Potential Wasserstoff als Zukunftstechnologie besitzt, bringt der Chemiker und Direktor am Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion Robert Schlögl in zwei Sätzen auf den Punkt:

 „Wasserstoff wird möglicherweise die Hälfte der heutigen Energie, die wir mit Öl und Gas abdecken, ausfüllen müssen. Und das führt zu gewaltigen Dimensionen, die wir uns eigentlich so noch gar nicht vorstellen können.“ 

(Quelle: leopoldina.org)

Allerdings steht Schlögl nicht alleine mit seiner Aussage da. Die Finanzplattform researchandmarkets.com sieht allein aufgrund des hohen Bedarfs an Individualmobilität die jährliche Wachstumsrate von Wasserstoff bei 50,7 % pro Jahr. Das würde bedeuten, dass sich der globale Wasserstoffmarkt von 752 Mio. EUR (2020) auf 13,3 Mrd. EUR bis 2028 entwickeln würde. Technologische Durchbrüche untermauern zusätzlich obige Aussagen. Da wäre beispielsweise die Airline Alaska, die ein Wasserstoff-Flugzeug mit einer Reichweite von 800 km entwickelt haben (Quelle: kreiszeitung.de). Oder auch das deutsche Traditionsunternehmen DEUTZ, die ab 2024 mit einem eigens entwickelten Wasserstoffmotor in die Serienproduktion geht (Quelle: ingenieur.de).

Dabei geht die Verwendung von Wasserstoff über das Thema Fortbewegungsmittel weit hinaus. Denn die Anwendungen von Wasserstoff sind fast schon unerschöpflich! Als zusätzliches Beispiel sei an dieser Stelle die Stahlindustrie erwähnt. Allein die Herstellung von Stahl verursacht weltweit rund 6 % der von Menschen gemachten CO2-Emissionen. Damit besteht allein in dieser Branche ein immenses Potential, künftig CO2-Emissionen einsparen zu können. Zudem kann bei der Verwendung von Wasserstoff allein beim Herstellungsprozess von Stahl bereits Energie und damit CO2 Emissionen eingespart werden (Quelle: ffe.de).

Fazit:

Wir sind davon überzeugt, dass Wasserstoff einen wertvollen Beitrag leisten kann, die Energiewende mittel- bis langfristig zu meistern. Und damit das auch gelingt, werden – wie so oft – unsere echten Werte im Hintergrund ebenfalls zuverlässig ihren Beitrag leisten.

Um mit den Worten des EWE-Vorstands Stefan Dohler zu schließen:

“Ohne Wasserstoff wird die Energiewende nicht gelingen. Durch die Umwandlung der fluktuierenden erneuerbaren Energien in Wasserstoff schaffen wir die Möglichkeit, grüne Energie bedarfsgerecht zur Verfügung zu stellen. Wasserstoff ist damit eine unverzichtbare Komponente, um gesteckte Klimaziele zu erreichen und um die drei Sektoren Strom, Mobilität und Industrie zu koppeln.”