Wunderwaffe Wasserstoff? Der Stoff, der aus dem Wasser kommt

  • Schüler kennen Knallgas aus dem Chemieunterricht - jetzt könnte Wasserstoff die ganze Welt der Energie verändern.
  • Wie funktioniert das? Wo liegen Möglichkeiten und Grenzen der neuen Technik?
  • Ein kleiner Überblick mit Fragen und Antworten.
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Was ist eigentlich Wasserstoff?

Wasserstoff ist ein chemisches Element, das in Hülle und Fülle vorhanden ist. Wasserstoff steckt als Bestandteil in jedem Wasser-Molekül. Die bekannte Formel H2O bedeutet: Zwei Wasserstoffatome (H) sind verbunden mit einem Sauerstoffatom (O).

Wie wird Wasserstoff zum Energieträger?

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Man kann Wasser mit einigem Energieaufwand per Elektrolyse aufspalten: Dann entstehen die beiden Gase Sauerstoff und Wasserstoff. Dieses Gasgemisch ist explosiv - bei Kontakt mit offenem Feuer kommt es zur Detonation. Chemielehrer führen dies oft ihren Schülern vor. Soll Wasserstoff als Energieträger genutzt und etwa an andere Stellen transportiert werden, muss man ihn komplett isolieren und dann kontrolliert verbrennen, wie Gas oder Benzin.

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Deutschland will Wasserstoff-Land Nummer eins werden
1:49 min
Die Bundesregierung einigte sich auf die "Nationale Wasserstoffstrategie". Mit Marokko wurde ein Vertrag für die erste Produktionsanlage in Afrika geschlossen.  © Reuters

Was macht Wasserstoff so umweltfreundlich?

Bei seiner Verbrennung, etwa in einem Motor oder auch in einer Heizung, entsteht als Abfallprodukt nichts anderes als Wasser: H20. Die beiden Wassermoleküle sind dann wieder mit dem Sauerstoff verbunden.

Warum nutzt man diese Technik nicht längst?

Weil die Spaltung des Wassers sehr viel Energie verbraucht. Man muss sogar mehr hineinstecken, als man am Ende in Form von Wasserstoff herausbekommt. Würde man etwa mit Strom aus einem Kohlekraftwerk Elektrolyse betreiben, um Wasserstoff herzustellen, wäre das weder ökonomisch effizient noch ökologisch verantwortbar. Hinzu kommt, dass Wasserstoff sich schnell verflüchtigt und nicht einfach zu lagern und zu transportieren ist. Deshalb hat die Industrie in der Vergangenheit ihr Interesse am Wasserstoff verloren.

Braucht man mehr Grundlagenforschung?

Der technologische Kern der Wasserstofftechnik ist bekannt. Es geht jetzt aber noch um eine Vielzahl kleinerer Innovation drumrum: Wie kann die Elektrolyse effizienter und vor allem preiswerter werden? Welche Speichermedien sind geeignet, den Wasserstoff aufzubewahren? Die Addition diverser Einzelfortschritte kann am Ende, wie bei der Solarenergie, den Durchbruch zu höherer Effizienz bringen.

Müsste man nicht auch Autos mit Wasserstoff betreiben?

Batterien sind für normale Autos aus physikalischen Gründen effizienter. Wasserstoff empfiehlt sich aber bei größerem Gewicht, also für Lastwagen und Busse. Auch auf Schiffen und in Flugzeugen wird sich Wasserstoff auf lange Sicht wohl durchsetzen.

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Was hat es mit dem grünen Wasserstoff auf sich?

Nur wenn Wasserstoff durch alternative Energien (Sonne, Wind) erzeugt wurde, kann er als grüner Wasserstoff bezeichnet werden. Und nur dieser Wasserstoff kann dazu beitragen, die international vereinbarten Ziele bei der Verminderung des Kohlendioxidausstoßes einzuhalten. “Die Zukunft gehört allein dem grünen Wasserstoff”, sagt Bundesforschungsministerin Anja Karliczek. Das Faszinierende ist, dass mit grünem Wasserstoff sogar ein extremer Energiebedarf gedeckt werden kann, etwa von einem Stahl- oder Aluminiumwerk. Das hätten viele nicht für möglich gehalten, als einst die ersten Solar- und Windanlagen ans Netz gingen.

Was ist der sogenannte graue Wasserstoff?

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Als grau bezeichnet man Wasserstoff, der nicht kohlendioxidneutral erzeugt wurde. Als Abfallprodukt kommt er mitunter in der Industrie vor. Seine Nutzung wäre aber kein Beitrag zum Klimaschutz.

Kann Deutschland genug grünen Wasserstoff erzeugen?

Nein. Auch die Bundesregierung selbst erwartet das nicht, sondern setzt auf Importe aus anderen Weltgegenden, etwa aus Afrika. Mit Staaten wie Marokko, Ghana und Niger spricht Berlin bereits über Pilotprojekte.

Wasserstoffstrategie: Nur eine Politiker-Idee ohne reale Perspektive?

Auch private Investoren schwenken derzeit weltweit um in Richtung Wasserstoff. Der Börsenwert des US-Unternehmens Nikola zum Beispiel, das wasserstoffbetriebene Lastwagen auf den Markt bringen will, stieg in dieser Woche an einem einzigen Tag um 103 Prozent, von 13 auf 26 Milliarden Dollar. Damit ist Nikola jetzt mehr wert als Ford oder Fiat. Dabei hat das Unternehmen noch keinen einzigen Lkw gebaut. In Australien drängelten sich in der gleichen Woche unerwartet viele Investoren um unbewohnte Landflächen, die für gigantische Solarparks vorgesehen sind. Hier soll Wasserstoff für den asiatischen Markt hergestellt werden. An all diesen Stellen werden derzeit Milliarden ohne staatliches Zutun bewegt.

Wie lange wird der Umbau Richtung Wasserstoffwirtschaft dauern?

Schon bis 2030 wird der Anteil von wasserstoffgetriebenen Lastwagen, Bussen und Bahnen spürbar wachsen. Im nachfolgenden Jahrzehnt soll auch die Schwerindustrie mit Hilfe des Wasserstoffs auf alternative Energie umsteigen. Bis 2050 wollen Deutschland und die EU klimaneutral produzieren; in dieser rundum neuen Landschaft dürfte Wasserstoff der wichtigste Energieträger sein.


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