Grüner Wasserstoff

Die fossilen Energielieferanten werden täglich knapper – das ist kein Geheimnis. Es ist längt erwiesen. Deshalb forschen kluge Köpfe an alternativen Methoden, die Menschen weiterhin eine ausreichende Menge an Energie zur Verfügung stellen und dabei auch noch in einem Einklang mit der Umwelt stehen. Wind- und Solarkraftanlagen fungieren als Beweis, dass nichts unmöglich ist. Dank Wind und Sonne können Menschen weiterhin Energie nutzen, ohne auf ihren gewohnten Lebensstandard zu verzichten. Zu diesen beiden Komponenten gesellt sich eine weitere, die auf die beiden angewiesen ist. Ansonsten darf sich dieser – noch wenig bekannte Energielieferant – nicht grün nennen. Grüner Wasserstoff ist eine Geheimformel für eine grüne, energiereiche Zukunft.

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Definition grüner Wasserstoff

Wofür steht die Bezeichnung grüner Wasserstoff und wie wird er gewonnen? Hersteller erhalten diese spezielle Art des Wasserstoffs durch Wasserspaltung. Bei diesem Wasserstoff stammt die Energie für die Elektrolyse vollkommen aus regenerativen Energien: Wind oder Sonne.

Welches Ziel verfolgen Nutzer des grünen Wasserstoffs? Eine Dekarbonisierung. Was ist denn das? Dabei handelt es sich um eine Reduktion des klimaschädlichen Kohlendioxids. Entstehen etwa bei der Produktion von grünem Wasserstoff keine CO2-Emissionen? Nein, und genau aus diesem Grund genießt der grüne Wasserstoff die Bezeichnung klimafreundlich. Demzufolge fungiert er als willkommene Alternative zu fossilen Brennstoffen. Aus einem direkten Vergleich mit blauem, türkisem und grauem Wasserstoff geht die grüne Version als klarer Sieger hervor, da sie klimafreundlich ist.

Erdgas, das für die Wasserstoffherstellung von blauem und grauem Wasserstoff zum Einsatz kommt, bedarf einer Förderung. In diesem Zusammenhang wird eine hohe Menge an CO2-Emissionen frei. Wie viel Tonnen Kohlendioxid werden denn frei? Bei grauem Wasserstoff entstehen während der Erdgasspaltung pro Tonne Wasserstoff ungefähr zehn Tonnen CO2. Sie stellen ein Abfallprodukt dar. Und wie sieht es bei der Produktion von blauem Wasserstoff aus? Hier fangen die Hersteller das Kohlendioxid ein und speichern es unterirdisch. Allerdings verursacht diese Art der Herstellung hohe Kosten. Zu allem Überfluss ist die Produktion des blauen Wasserstoffs auch noch mit Risiken verbunden. (vgl. https://www.energis.de/ Zugriff am 7.11.2022)

Video: Wie wird grüner Wasserstoff produziert?
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Herstellung grüner Wasserstoff

Wie entsteht grüner Wasserstoff? Hersteller produzieren grünen Wasserstoff mithilfe einer Elektrolyse. Was bedeutet das? Sie spalten Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Weil sie für diesen Prozess Strom aus regenerativen Energiequellen verwenden, handelt es sich dabei um grünen Wasserstoff. Er verursacht kein Kohlendioxid während des Herstellungsprozesses. Wo findet die Herstellung statt? In einem Elektrolyseur. Was ist das? Das ist eine Vorrichtung. In dieser erfolgt die Stoffumwandlung. Dabei finden ein Auffangen und Weiterverwenden des Wasserstoffs statt. Sauerstoff entsteht dabei als Nebenprodukt. Worum handelt es sich bei dem Spaltverfahren? Es geht dabei um eine bewährte Technologie. Ist diese Herstellungsmethode die einzige Variante, die zur Produktion des grünen Wasserstoffs dient? Nein, es gibt noch andere Verfahren, die eine Herstellung des grünen Wasserstoffs ermöglichen. Doch die gängigste Variante ist die Elektrolyse. (vgl. https://www.bmbf.de/bmbf/shareddocs/kurzmeldungen/de/wissenswertes-zu-gruenem-wasserstoff.html#searchFacets Zugriff am 13.11.2022)

Wo findet die Herstellung des grünen Wasserstoffs statt?

Das Ziel besteht darin, den grünen Wasserstoff sinnvoll herzustellen. Was bedeutet sinnvoll in diesem Zusammenhang? Die Produktion sollte – nach Möglichkeit – an einem Ort stattfinden, der eine Nutzung der erneuerbaren Energien ermöglicht. Nur so lässt sich die Wasser-Elektrolyse umsetzen. Infolgedessen geht das Bundesforschungsministerium strategische Partnerschaften mit Australien, Süd- und Westafrika ein. Warum fokussiert sich das Bundesforschungsministerium gerade auf diese Länder? Weil dort ideale Bedingungen für die Stromgewinnung aus erneuerbaren Energien herrschen. Zudem existieren zahlreiche ungenutzte Flächen, auf denen sich Solar- und Windkraftanalagen aufstellen lassen. Darüber hinaus verfolgt die Bundesregierung das Ziel, in Deutschland bis zum Jahre 2030 eine Elektrolysekapazität, welche sich auf zehn Gigawatt beläuft, aufzubauen.

Wie hoch sind die Kosten, die bei der Herstellung des grünen Wasserstoffs anfallen?

Diese Frage lässt sich nicht beantworten. Warum ist es nicht möglich, diesbezüglich eine Ziffer oder eine Spannbreite zu nennen? Weil die Kosten für die Herstellung des grünen Wasserstoffs von mehreren Faktoren abhängen. Die wären? Nun, grüner Wasserstoff ist umso billiger, je billiger der Strom aus regenerativen Energiequellen ist. Außerdem wird dieser umweltfreundliche Wasserstoff ebenso günstiger, wenn die Forschung und Entwicklung der Wasser-Elektrolyse voranschreiten.

In manchen Regionen von Westafrika lässt sich grüner Wasserstoff für weniger als 2,50 Euro pro Kilo produzieren. Allerdings sind in diesem Betrag noch nicht die Kosten für den Transport sowie für die Bereitstellung des Wasserstoffs eingerechnet.

Wie unterscheiden sich die Wasserstoffarten: grün, grau, blau türkis voneinander?

Eine Gemeinsamkeit weisen die unterschiedlichen Wasserstoffarten auf: Es handelt sich dabei um farblose Gase. Die Namensgebung resultiert aus dem Ursprung des Wasserstoffs.

Wie bereits erwähnt, verdankt der grüne Wasserstoff seine Existenz den regenerativen Energien wie Sonne und Wind. Aus diesem Grund ist er CO2-frei.

Grauen Wasserstoff gewinnen Hersteller mittels einer Dampfreformierung aus fossilem Erdgas. Bei dieser Art der Produktion entstehen zehn Tonnen Kohlendioxid je Tonne Wasserstoff. Und wo landet das emittierte CO2? In der Atmosphäre, weshalb die Klimaerwärmung voranschreitet.

Blauer Wasserstoff ist im Grunde genommen grauer Wasserstoff. Allerdings speichern Hersteller einen Teil des Kohlendioxids im Erdboden. Sie können dabei maximal 90 Prozent des Kohlendioxids speichern.

Türkiser Wasserstoff wiederum entsteht über eine thermische Spaltung von Methan. Methanpyrolyse lautet der Fachbegriff für diesen Prozess. Dabei entsteht kein Kohlendioxid, sondern fester Kohlenstoff. Allerdings steckt dieses Verfahren noch in den Kinderschuhen. Forscher sind dabei, es zu entwickeln.

Weshalb fokussiert sich auch das Bundesforschungsministerium auf grünen Wasserstoff?

Es hat einen bestimmten Grund, weshalb sich das Bundesforschungsministerium auf den grünen Wasserstoff fokussiert. Denn diese Variante funktioniert vollkommen ohne nicht-erneuerbare Ressourcen. Erdgas, welche für den Einsatz des Blauen, Türkisen und Grauen Wasserstoffs zum Einsatz kommt, bedarf einer Förderung. Infolgedessen bilden sich erhebliche Emissionen. Zudem entweichen unterdessen geringe Mengen an Methan (CH4). Und dieser Prozess gleicht nahezu einer Katastrophe. Wirklich? Ja, leider. Denn Methan ist bis zu 25-mal schädlicher als Kohlendioxid. Ferner fallen während der Herstellung von Wasserstoff CO2-Emissionen an. Wie viel? Ziemlich viel! Bei grauem Wasserstoff sind es im Zuge des Spaltungsprozesses von Erdgas für jede Tonne Wasserstoff ungefähr zehn Tonnen CO2-Emissionen.

Trifft das ebenfalls auf den blauen Wasserstoff zu? Nicht ganz. Weshalb nicht ganz? Weil bei der Produktion von blauem Wasserstoff die Hersteller das Kohlendioxid einfangen und anschließend unterirdisch speichern. Leider birgt die Speicherung neben hohen Kosten ebenso hohe Risiken. Berechtigterweise akzeptieren Verbraucher dieses Szenario – nicht im Geringsten.

Demzufolge fokussiert sich die Politik auf den grünen Wasserstoff, weil sich als bessere Alternative für die Umwelt und den Menschen erwiesen hat. Doch, in welchen Bereichen lässt er sich einsetzen?

Die vielfältigen und wenig bekannten Einsatzbereiche des grünen Wasserstoffs

Ein Grund, weshalb sich ausgerechnet grüner Wasserstoff einer steigenden Popularität erfreut, liegt nicht nur daran, dass er umweltfreundlich ist, sondern auch weil er sich durch zahlreiche Einsatzmöglichkeiten auszeichnet. Zu den bedeutendsten Einsatzbereichen zählen die Chemie- und die Stahlindustrie. Welche Aufgaben übernimmt der Wasserstoff dann? Er hat tatsächlich die Fähigkeit, Kohle als Reduktionsmittel abzulösen.

Die Chemieindustrie ist auf Wasserstoff angewiesen, um Erdöl als Rohstoff gegen Wasserstoff einzutauschen. Allerdings könnte die erste Umstellung zunächst in der Stahlindustrie stattfinden. Das Bundesministerium forscht eifrig an dieser Aufgabe.

Als Anfang dient der Gebrauch von Wasserstoff in der Stahlindustrie, der in den Brennöfen der Industriebranche weitergeht. Von dieser Verwendungsmöglichkeit kann die Glas-, Zement- und Stahlindustrie profitieren.

Lässt sich grüner Wasserstoff im Verkehr einsetzen?

Im Verkehr spielt grüner Wasserstoff eine große Rolle. Das gilt insbesondere dort, wo keine Elektrifizierung in einer absehbaren Zeit möglich ist. Wo ist das genau? Fern-, Flug-, Schwerlast- und Schiffsverkehr. Wasserstoff fungiert als Hoffnungsträger der Zukunft für die genannten Bereiche, denn er kommt als Ausgangsstoff für synthetische Kraftstoffe infrage. Sogar ein Antrieb mithilfe einer Wasserstoff-Betankung kommt in Betracht.

Hydrogen Zug
Hydrogen Zug @Bild von Erich Westendarp auf Pixabay

Lässt sich Wasserstoff für die Wärmeversorgung nutzen?

Erneuerbare Energien wie Wind und Sonne kommen bereits für die Wärmeversorgung zum Einsatz. Wasserstoff kann dieser Aufgabe ebenso nachkommen, weil er sich in das bestehende Gasnetz einfügen lässt. Momentan beläuft sich der Grenzwert für dieses Vorhaben auf zehn Prozent. Allerdings vertreten Wissenschaftler die Auffassung, dass dieser sich erhöhen lässt. Dann wäre es denkbar, den Wasserstoff analog zu Erdgas zu verbrennen. Unterdessen entsteht während der Verbrennung Wasserdampf.

Aus Wasserstoff können Wissenschaftler ebenso Wärme und Strom gewinnen, indem sie Brennstoffzellen nutzen. Dennoch sind sich Experten noch nicht darüber einig, in welchem Umfang sich Wasserstoff als Möglichkeit für die Wärmeversorgung einsetzen lässt.

Grüner Wasserstoff fördert die Energiewende

Ein weiterer Grund, weshalb sich die Politik auf grünen Wasserstoff fokussiert, besteht darin, dass dieser als Hoffnungsträger für die Energiewende agiert. Was kann denn diese Substanz umgerechnet in Kilowattstunden? Eine Tonne Wasserstoff beinhaltet eine Energiemenge von 33.330 Kilowattstunden. Was besagt denn diese Ziffer? Für welche Anzahl von Personenhaushalten ist damit der Strombedarf gedeckt? 33.330 Kilowattstunden decken den Jahresstrom-Energieverbrauch von elf Drei-Personen-Haushalten eines Mehrfamilienhauses; ohne einen Durchlauferhitzer. Hört sich das nicht toll an? Oder gibt es einen Haken an der ganzen Sache? Das Problem besteht darin, dass sich die chemische Energie nicht vollständig weiterverwenden lässt. In Abhängigkeit vom Nutzungsgrad verschwindet ein Teil der Energie auf seinem Weg zum Verbraucher.

Sobald der Strom für die Elektrolyse aus den regenerativen Energiequellen stammt, darf sich der Wasserstoff mit dem Adjektiv grün verzieren. Denn dieser Stoff ist frei von Kohlendioxid und besticht mit seiner Klimaneutralität. Schließlich entstehen dadurch keine schädlichen Treibhausgase. Power-to-Gas. Was ist denn das? So nennt sich das Verfahren, bei welchem Strom zum Einsatz kommt, um Energie für anderweitige Anwendungen in eine bessere Form der Energie umzuwandeln. Wann trifft das zu? Dann, wenn es darum geht, Gase und flüssige Energieträger zu produzieren. Schließlich fungieren diese Methoden als Hoffnungsträger für die Einhaltung der Klimaziele. (vgl. https://www.bmwi-energiewende.de Zugriff am 13.11.2022)

Der Weg des Wasserstoffs
Der Weg des Wasserstoffs @fona.de – Projektträger Jülich im Auftrag des BMBF

Wie lässt sich grüner Wasserstoff transportieren?

Diese Frage lässt sich nicht so einfach beantworten, denn es kommt drauf an, wie sich grüner Wasserstoff transportieren lässt. Worauf kommt es denn an? Die Menge, die transportiert werden soll, spielt bei der Transportwahl die entscheidende Rolle: verschiedene Transportvarianten sind sinnvoll. Handelt es sich um eine große Wasserstoffmenge und um eine kurze Entfernung? Dann treten Wasserstoff-Leitungen auf die Bildfläche, denn sie sind in diesem Fall die beste Wahl.

Wie sieht es bei mittleren und längeren Distanzen aus? In diesen Fällen kommen andere Transportmethoden zum Einsatz. Hier lässt sich der Wasserstoff unter einem hohen Druck, gebunden oder verflüssigt an die Trägerflüssigkeit transportieren. Nichtsdestotrotz zeichnet sich jede Methode durch Vor- und Nachteile aus. Es ist unmöglich, die gesamte Wasserstoffmenge zu transportieren. Immer geht ein Teil des Wasserstoffs während des Transportvorgangs verloren. Darüber hinaus sind manche Transportmethoden einfacher umzusetzen als andere. Deshalb finden diesbezüglich regelmäßig Forschungsarbeiten statt.

Vorteile grüner Wasserstoff

Ganz klar: an erster Stelle stehen die Pluspunkte, die grünen Wasserstoff als gute Alternative zu fossilen Energien machen. Der Stoff unterstützt eine Dekarbonisierung und die damit verbundene Klimaneutralität. Neben der Klimafreundlichkeit lassen sich die vielseitige Verwendungsmöglichkeit sowie die Effizienz als wichtige Vorteile anführen. Zu den weiteren Aspekten, die für grünen Wasserstoff sprechen, gehören:

  • Guter Brennstoff für die Erzeugung von Wärme und Strom in der Industrie
  • Fungiert als Rohstofflieferant
  • Klimafreundlich: Senkt den Ausstoß der Treibhausgasemissionen dank der Produktion aus regenerativen Energien
  • Eignet sich als Treib- und Kraftstoff
  • Mit Wasserstoff ist eine langfristige Speicherung von Strom, der aus regenerativen Energiequellen stammt, möglich
  • Wasserstoff besticht mit einer höheren Leistungsfähigkeit und Energieeffizienz, er merzt fossile Brennstoffe in einem direkten Vergleich aus
  • Nachhaltige Variante im Vergleich zu Kohle, welche in der Stahlproduktion eingesetzt wird
  • Klimafreundliche Mobilität schreitet voran, weil Wasserstoff auch für Brennstoffzellen in Betracht kommt

Die Liste der Vorteile des grünen Wasserstoffs ist zwar lang, hat es dennoch in sich. Denn die Verwendungsmöglichkeit ist breit gefächert. Existieren denn in diesem Zusammenhang auch Nachteile? Leider ja, wobei das nichts Ungewöhnliches ist. Schließlich hat alles im Leben seine positiven und negativen Seiten. Sogar eine Siegermedaille besteht aus zwei Seiten. Wieso sollte es dann beim Wasserstoff anders sein? Eben! Deshalb werden im Nachfolgenden die Nachteile des Wasserstoffs kurz dargestellt.

Nachteile grüner Wasserstoff

Wie bereits erwähnt, zeichnet sich grüner Wasserstoff ebenso durch Nachteile aus. Hohe Kosten sind keine Seltenheit, sondern die Regel. Sie fallen an, wenn Strom für die Wasserstofferzeugung notwendig ist. Außerdem ist die Technologie in diesem Fachbereich noch nicht fertig oder besser gesagt einsatzbereit. Infolgedessen verbrauchen die Hersteller mehr Energie, wenn sie grünen Wasserstoff produzieren. Sie haben durch seine Produktion hinterher weniger Energie zur Verfügung. Noch ist es so, dass der Herstellungsaufwand mit einem größeren Energieverbrauch verbunden ist, als wenn nachher umweltfreundliche Energie durch grünen Wasserstoff zur Verfügung steht. Insgesamt lassen sich die Nachteile zusammenfassen in:

  • Immer noch mit hohen Kosten verbunden
  • Die Infrastruktur weder vereint noch flächendeckend
  • Riesiger Energie- und Stromverbrauch während des Produktionsprozesses
  • Transportschwierigkeiten
  • Wasserstoffspeicherung ist ebenso komplex
  • Die Technologie für die Wasserstofferzeugung wird immer noch erforscht, demzufolge ist sie nicht vollkommen einsatzbereit, da noch erhebliches Verbesserungspotenzial besteht
  • Es besteht immer noch kein Überschuss an Ökostrom, der sich für die Wasserstofferzeugung eignet

Wie aus der Darstellung hervorgeht, ist die Produktion des grünen Wasserstoffs noch mit Nachteilen verbunden. Allerdings lassen sich diese Nachteile ebenso als Baustellen, die sich bewältigen lassen, betrachten. Sie sind kein Grund, den grünen Wasserstoff und dessen Entwicklung zu vernachlässigen. (vgl. https://www.energis.de/ Zugriff am 16.11.2022)

Grüner Wasserstoff spielt in der Umgestaltung des Energiesektors von Afrika eine wichtige Rolle

Tagtäglich läuten die Alarmglocken in Bezug auf den Klimawandel. Infolgedessen hören die Forschungsarbeiten, die darauf abzielen, den ökologischen und den CO2-Fußabdruck zu reduzieren niemals auf. Das gilt insbesondere für den Energiesektor, denn der verursacht mit seinen 72 Prozent die meisten Treibhausgasemissionen. Und wer ist der Hauptverursacher dieser hohen Ziffer? Es sind die Industrieländer. Wie sieht es denn mit Afrika aus? Nun, sie zählen nicht zu den sogenannten Übeltätern, da bei ihnen kein Bedarf darin besteht, den CO2-Fußabdruck zu reduzieren. Weshalb sind die Länder Afrikas weniger dazu verpflichtet, ihren Kohlenstoffdioxid-Fußabdruck zu verringern? Weil der Gesamtbeitrag dieses Kontinents an den globalen Treibhausgasemissionen lediglich 4 Prozent beträgt.

Was bedeutet diese niedrige Ziffer für den Klimawandel und was hat sie mit dem grünen Wasserstoff zu tun? Auch Afrika entwickelt sich weiter und der Energiebedarf des Kontinents steigt. Da der CO2- Fußabdruck jedoch äußerst gering ist, ist es wichtig zu prüfen, inwiefern ein nachhaltiger Weg existiert, der die Klimaerwärmung nicht vorantreibt und dennoch den Bewohnern Afrikas ein Leben in Wohlstand ermöglicht.

Mehrere Länder Afrikas sind an diesem Gleichgewicht interessiert, weshalb sie auf grünen Wasserstoff als potenziellen Energieträger setzen. Sie wollen von Anfang an ihre Abhängigkeit von den fossilen Energieträgern geringhalten. Stattdessen sind sie darauf erpicht, ihren Bürgern einen Zugang zur Elektrizität mithilfe von erneuerbaren Energien zu ermöglichen. Auf diese Weise kommen sie ihren globalen Verpflichtungen nach.

Welche Länder planen bereits, in den grünen Wasserstoff zu investieren?

Namibia kündigte 2021 an, ein Projekt, welches 9,4 Milliarden US-Dollar kostet und bereits 2026 beginnen soll, zu starten. Das Anfangsziel beläuft sich auf eine Produktion von zwei Gigawatt alternativer Elektrizität für örtliche sowie globale Märkte. Ambitioniert, umweltfreundlich und umsetzbar. Dieses Trio beschreibt das Vorhaben von Namibia. Noch etwas? Ja, verantwortungsbewusst gegenüber den Menschen und der Umwelt. Wer von Anfang an beim Elektrizitätsausbau schlau genug ist, auf die fossilen Energien zu verzichten, geht diesbezüglich später, wenn diese knapp werden, auch keine unnötigen Konflikte ein.

Die Industriestaaten haben am eigenen Leib zu spüren bekommen, was es heißt, von fossilen Energieträgern abhängig zu sein. Infolgedessen haben sie auf der Klimakonferenz der Vereinten Nationen in Glasgow bereits eine Unterstützung in Höhe von 8,5 Milliarden US-Dollar bestätigt. Sie wollen auf diese Weise einen gerechten Energieübergang fördern.

Zu den weiteren Regionen Afrikas, die sich auf grünen Wasserstoff spezialisieren wollen, gehört Südafrika. Denn das Land kündigte bereits im Februar 2022 Pläne, welche die Unterstützung einer Pipeline von grünem Wasserstoff enthalten, an. Rund 18 Milliarden US-Dollar soll das Projekt kosten. Kenia, Marokko und Nigeria zählen zu den weiteren Ländern Afrikas, die grünen Wasserstoff in ihren Energiemix integrieren möchten. Schließlich können diese Länder aufgrund ihrer Standortlage die Kraft der Sonne nutzen, um grünen Wasserstoff herzustellen.

Es existiert sogar ein Projekt, über das die wenigsten reden. Welches denn? Es existiert ein internationaler Wettkampf um die Entwicklung von grünem Wasserstoff, bei dem zum ersten Mal in der Geschichte Afrika mit den Industrieländern in einem engen Wettbewerb steht. Allerdings ist der Kontinent nicht auf sich allein gestellt. Denn weltweit fördern Regierungen Projekte gleichermaßen für den Inlands- und Exportmarkt von grünem Wasserstoff. Sie werden in den kommenden Jahren mehrere Milliarden Dollar investieren, um die Entwicklung des grünen Wasserstoffs voranzutreiben.

Angaben zufolge haben die Vereinigten Staaten von Amerika eine sogenannte Wasserstoff-Roadmap. Deutschland plant wiederum Investitionen, die rund 11 Milliarden US-Dollar kosten. Portugal und Frankreich hingegen planen Investitionen, die jeweils acht Milliarden US-Dollar teuer sind. Auch Großbritannien treibt die Nutzung von grünem Wasserstoff voran, denn das Land hat 16,6 Milliarden US-Dollar in die Forschung und Entwicklung investiert. Japan hingegen hat bisher nur drei Milliarden US-Dollar investiert. Doch auch hier gilt: Besser als gar nichts. China zählt zu den führenden Produzenten von grünem Wasserstoff und hat bereits bis 2020 16 Milliarden US-Dollar in die Herstellung des umweltfreundlichen Wasserstoffs investiert. Denn das Land besteht darauf, seinen Industriesektor grüner zu machen. Auch Südkorea hat ein lukratives und profitables Wasserstoffgesetz verabschiedet, das für Investitionen in den grünen Wasserstoff in Höhe von 38 Milliarden US-Dollar steht. Bis 2030 soll damit die umweltfreundliche Wasserstoffherstellung angekurbelt werden.

Wie bereits erwähnt, erfolgt die Testung des Wasserstoffs in unterschiedlichen Bereichen: für die Raffination von Erdöl, Kraftstoff für Autos, Düngemittelproduktion, Lebensmittelverarbeitung und Behandlung von Metallen. (vgl. https://www.un.org Zugriff am 21.11.2022)

Lohnt sich denn eine grüne Wasserstoffproduktion in Afrika?

Wie bei sämtlichen Investitionstechnologien taucht die berechtigte Frage auf, ob es sich auszahlt, den geringen Teil der ohnehin beschränkten Rohstoffe Afrikas für die Wasserstoffentwicklung zu nutzen, um das Energiedefizit Afrikas auszugleichen. Die Antwort auf die Frage lautet: Es kommt drauf an. Worauf kommt es an? Auf die Kosten-Risiko-Matrix. Dabei lässt sich die Frage auf der Sicht von Afrika beantworten, sobald man den Reifegrad der Technologie intensiver inspiziert.

Aus technologischer Sicht besticht der grüne Wasserstoff mit einer vielversprechenden und zugleich umsetzbaren Vision – auch in oder besser gesagt gerade in Afrika. Allerdings steht Afrika zahlreichen Vorurteilen gegenüber. Vorurteil Nummer eins: Können die Länder Afrikas wirtschaftlich die Kosten, welche aus der Herstellung des grünen Wasserstoffs resultieren überhaupt tragen? Denn es sind Finanzmittel, die sich aus dem riesigen Potenzial Afrikas, welches sich aus der Nutzung der regenerativen ergibt, zur Verfügung stehen. Ferner sind vermutlich Brennstoffzellen für die Produktion notwendig. Auch an ihnen sollte es nicht mangeln. Darüber hinaus gehört Wasserstoff – ob grün oder blau oder türkis oder grau – zu den instabilen und entflammbaren Substanzen, wenn er sich bei Raumtemperatur befindet.

Allerdings sollten sich die Länder Afrikas keineswegs von den Vorbehalten der sogenannten anderen entmutigen lassen. Stattdessen können sie sich auf eine visionäre Führung stützen. Neben ehrgeizigen politischen Entscheidungen sind zusätzliche Investitionen erforderlich. Die wären?

  • Eine Schaffung von kooperierenden Innovationsplattformen, welche die die Forschung und Entwicklung der nachhaltigen Technologien in Afrika stärken. Dadurch steigt auch die Wettbewerbsfähigkeit des Energiesektors in Afrika.
  • Auch der Aufbau der Wasserstoff-Energieinfrastruktur zur Förderung der H2-Herstellung sowie eine effiziente Transport-, Speicher- und Betankungseinrichtung ist erforderlich.
  • Die Vermittlung des Wertes des grünen Wasserstoffs für Mensch, Natur und Soziales sowie seine Förderung in den unterschiedlichen Produktionssektoren gehört ebenso zu den Investitionsarbeiten, die zu verrichten sind.
  • Verbesserung der rechtlichen Rahmenlinien für grünen Wasserstoff zur Förderung der kompletten Wertschöpfungskette.
  • Parallel dazu, wie die grüne Wasserstofftechnologie voranschreitet, ist Afrika dazu verpflichtet eine Basis zu kreieren, um die Führungsrolle in diesem Sektor einzunehmen. Auch die Schaffung der ausgebildeten Arbeitskräfte in dieser Infrastruktur zählt zu den notwendigen Investitionen.

Auf den ersten Blick erscheinen diese Forderungen hoch und komplex sowie weniger umsetzbar, doch Nelson Mandela hatte mit seiner Weisheit Recht, da er sagte: “Alles scheint stets unmöglich, bis es dann doch getan wird.

Warum der grüne Wasserstoff als Hoffnungsträger für eine bessere Kooperation zwischen den Industrienationen und Afrika agiert

Grüner Wasserstoff fungiert somit als Hoffnungsträger, der die Beziehungen zwischen Afrika und den Industrienationen fördert. Schließlich wäre ein Wohlstand für alle nur gerecht, auch wenn das Leben alles andere als gerecht ist. Darüber hinaus hat Afrika den geringsten Anteil am Klimawandel, leidet jedoch am stärksten unter der Klimaerwärmung. Das ist ein erneuter Beweis, wie ungerecht das Leben ist und, dass die Industrieländer normalerweise, fairerweise und idealerweise dazu verpflichtet sind – dort, wo es möglich ist – Afrika mit ins Boot zu nehmen. Der grüne Wasserstoff lässt eine Kooperation, von der sämtliche Beteiligte profitieren, zu.

Zu den Folgen des Klimawandels zählt neben der Erwärmung der Weltmeere ein sinkender Fischbestand sowie eine Verwüstung der Weide- und Ackerflächen. Daraus resultieren wiederum Landkonflikte und ein Leben in Armut. Infolgedessen ist die Afrikanische Union (AU) an einer Kooperation – insbesondere mit der EU – an sogenannten Green Deals interessiert. Die afrikanischen Staaten sind nicht nur an einem nachhaltigen, sondern auch an einem schnellen Wachstum interessiert.

Und welche Optionen stehen für Afrika in Bezug auf eine grüne Zukunft weit oben auf der Liste? Der Ausbau der Energieversorgung. Inwiefern steht der grüne Wasserstoff in einem Zusammenhang mit diesem Ziel? Nun, er lässt sich lediglich mit erneuerbaren Energien produzieren; zumindest ist das die Voraussetzung, damit er sich grüner Wasserstoff nennen darf. Somit schlagen die EU und Afrika zwei Fliegen mit einer Klappe: Sie fördern den Ausbau der erneuerbaren Energien und die Herstellung des grünen Wasserstoffs. Schließlich leiden in Afrika die Menschen unter einem teuren sowie unter einem fehlenden Strom. Nach wie vor herrscht auf dem afrikanischen Kontinent ein minderwertiger Zugang zu Energie.

Diese Tatsache gleicht einer Tragödie? Weshalb gleicht sie einer Tragödie? Weil der afrikanische Kontinent ein riesiges Potenzial für den Ausbau der erneuerbaren Energie aufweist. Sonne. Wind.

Zahlreiche freie Flächen. Genau dieses Trio repräsentiert Afrika – zumindest im Hinblick auf das Potenzial für die Nutzung der erneuerbaren Energien. Sofern die Staaten auf dem afrikanischen Kontinent dieses Potenzial nutzen, leisten sie einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz und fördern die Herstellung des grünen Wasserstoffs.

Auch wenn es schleppend in dieser Hinsicht vorangeht, bedeutet es jedoch nicht, dass es überhaupt nicht vorangeht. Denn der Ausbau der regenerativen Energien in den Staaten Afrikas schreitet – wenn auch nur langsam – voran. Das trifft insbesondere auf Ostafrika zu. Bereits im Jahre 2015 belief sich der Gesamtanteil der regenerativen Energien in Ostafrika auf 65 Prozent. Dabei zielen die Staaten Äthiopien, Kenia und Ruanda darauf ab, die erneuerbaren Energiequellen zu fördern. Darüber hinaus hat Ruanda vorbildlich den Zoll für Importe für das Baumaterial, welches für Energieprojekte notwendig ist, erheblich gesenkt. Somit ereignen sich am laufenden Band Fortschritte im Hinblick auf die erneuerbaren Energien. Zudem schreitet auch in Marokko und Togo der Ausbau der Wind- und Solarkraftenergie voran. (vgl. https://wirtschaftinafrika.de/eu-afrika-green-deal/ Zugriff am 22.11.2022)

Diese Kooperationen, welche bereits zwischen der EU und Afrika existieren, verdeutlichen, wie gut es möglich ist die drei Säulen der Nachhaltigkeit sinnvoll miteinander zu verknüpfen. Hier kommen die drei Bestandteile: Umwelt, Wirtschaft und Soziales zum Zuge wie bei wenigen Projekten. Grüner Wasserstoff würde in dieser Hinsicht wichtige Rolle übernehmen. Infolgedessen ist seine Rolle als unterschätzter Weltverbesserer nicht zu vernachlässigen. Somit resultieren aus der Herstellung des grünen Wasserstoffs weitaus größere Vorteile. Sie beschränken sich keineswegs lediglich auf die Klimaneutralität.

Wenn grüner Wasserstoff sich durch die genannten Vorteile auszeichnet, die Zusammenarbeit zwischen den Staaten fördert und die Kluft zwischen arm und reich verringert, dann lautet die logische Frage: Welche Herausforderungen sind mit der Herstellung des grünen Wasserstoffs verbunden? Schließlich könnte er dafür sorgen, dass auch die wirtschaftlich schwächeren Länder stärker werden. Um jedoch sein Potenzial voll auszuschöpfen, ist es umso wichtiger die Nachteile der grünen Wasserstoffproduktion als Herausforderungen, die sich lösen lassen, zu betrachten.

Welche Hürden existieren im Zusammenhang mit grünem Wasserstoff?

Die erste Hürde, ist der Tatsache zuzuschreiben, dass in unseren Lebensräumen Wasserstoff nicht als Element vorkommt. Das liegt daran, dass er sich spontan und zügig mit anderen Elementen verbindet. In Kombination mit Sauerstoff entsteht infolgedessen Knallgas. Ferner sind Wasserstoffmoleküle winzig, weshalb die Explosionsgefahr höher ist. Eine hohe Diffusionsfähigkeit weist Wasserstoff ebenso auf – sogar metallische Werkstoffe haben in dieser Hinsicht schlechte Karten.

Die Herstellung des grünen Wasserstoffs ist eine Herausforderung, weil bei der Elektrolyse des Wassers die Aufspaltung in die Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff erfolgt. Unterdessen trennen sich die Gase. Demzufolge ist das Gemisch nicht explosionsfähig. Allerdings können gewisse Ionen dennoch die Membranen durchdringen.

Deshalb gibt es eine Reihe von Normen, welche sich die sicherheitsrelevanten Aspekte der bedeutendsten Elemente in der Herstellungskette – insbesondere die Elektrolyse – thematisieren. Falls es zu Komplikationen kommen sollte, schlägt der Technical Report ISO / TR 15916 Methoden, die einer Gegenabwehr dienen. Es handelt sich dabei um einen unverbindlichen Report, der sich wunderbar als Einstiegstext – auch für Nicht-Experten – eignet.

Für die Wasserelektrolyse exsitert der internationale Standard ISO 22734. Sein Name lautet: Hydrogen generators using water electrlysis – Industrial, commercial, and residental applications (Stand 2019). So gesehen fungiert diese Vorschrift als nutzbare Anforderung für den Umgang sowie für die Sicherheit und den Bau der Elektrolyseanlagen. Daneben verlangen die Produzenten der Anlagen Risikoanalysen, um mögliche Gefahren festzuhalten sowie deren Eintrittswahrscheinlichkeit zu ermitteln. Erst dann lassen sich Präventionsmaßnahmen treffen.

Ferner ist für den Schutz gegen Explosionen eine Zoneneinteilung anhand der IEC 60079-10-1 erforderlich. Die Maßnahmen müssen den nationalen Standards entsprechen. Denn das Ziel besteht darin, das Austreten explosionsfähiger Stoffe zu vermeiden. Das ist das primäre Ziel. Das sekundäre Ziel ist ein Explosionsschutz, der sich mit einer Vermeidung von Zündquellen entsprechend der Normenreihe IEC 60079 verwirklichen lässt. (vgl. https://www.chemietechnik.de/ Zugriff am 22.11.2022)

Herausforderungen, welche mit der Produktion des grünen Wasserstoffs einhergehen, lassen sich mit weiteren Maßnahmen, um den primären Explosionsschutz zu erhöhen, ergreifen. Sofern die Anlagenteile ausreichend dicht sind, kann eine Explosion verhindert werden. Und wie lässt sich diese Methode absichern? Ein Gasmessgerät fungiert als unmittelbare Überwachungsmethode. Die Dichtheit fungiert als wichtiger Bestandteil von Sicherheitsmaßnahmen von Wasserstoffanlagen. Da Wasserstoffmoleküle winzig sind, passieren sie zahlreiche Wände, obwohl diese äußerst dicht erscheinen. Deswegen gilt es die internationalen Normen, welche in dieser Hinsicht existieren, zu erweitern. Das trifft insbesondere auf Apparate und Rohrleitungsverbindungen zu.

Anhand dieser Maßnahmen, welche Hersteller ergreifen müssen, können, dürfen und sollen, zeigt sich, dass die Produktion des grünen Wasserstoffs mit Herausforderungen, welche sich dennoch meistern lassen, verbunden ist. Es lohnt sich somit nicht, von vornherein zu sagen: Das ist mit vielen Gefahren verbunden und aufgrund der Explosionsgefahr schöpfen wir das Potenzial des grünen Wasserstoffs nicht aus.

Wie sieht es mit den Defiziten bei den ISO- und IEC-Normen aus?

Deutschland dient in der Herstellung des grünen Wasserstoffs möglicherweise als Vorbild. Denn hier existieren zwei Kategorien, welche sich “technisch dicht” sowie “dauerhaft technisch dicht” nennen. Seit mehreren Jahren haben sie sich in der Praxis ergolgreich bewährt. Ausführungsnormen finden sich in der TRGS 722 wieder. Dieser Abschnitt behandelt die “Vermeidung sowie Einschränkung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre.“ Auch auf der europäischen Ebene findet dieser Abschnitt Anwendung. Allerdings fand hier eine Modifikation statt. Zwischen der deutchen, nationalen und der europäischen Ebene existieren Abweichungen. Denn Kritiker führen zurecht an, dass auf der ISO- und IEC-Normen-Ebene Vorgaben in Bezug auf den Explosionsschutz fehlen. Denn es resultieren spezifische Anforderungen aus der Hochtemperautelektrolyse aufgrund der unterschiedlichen Prozesstemperaturen. Sie befinden sich oberhalb der Mindestzündtemperatur des grünen Wasserstoffs.

Der Explosionsschutz stellt für weitere Wasserstoffprozesse eine unverzichtbare Grundlage dar

Die Herausforderungen, welche im Zusammenhang mit der Produktion des grünen Wasserstoffs auftreten, liegen nicht nur in der Herstellung. Es handelt sich hier um eine gesamte Prozesskette, die es zu beachten gilt. So spielt die Speicherung, der Transport und die Rückverstromung eine ebenso wichtige Rolle. Denn die Anforderungen an den grünen Wasserstoff bestehen nicht nur während des Herstellungsprozesses, sondern auch im Zuge der Speicherung und des unverzichtbaren Transports. Allerdings existieren diesbezüglich noch keine einheitlichen Normen. Doch, weil diese noch nicht existieren, bedeutet es nicht, dass sich die Staaten, welche die Produktion des grünen Wasserstoffs bevorzugen, nicht auf einheitliche Standards einigen können.

Dabei existiert eine Beispielsammlung von deutschen Explosionsschutzregeln. Sie könnte als Vorlage dienen, wie Unternehmen bei der Verdichtung von Wasserstoff in Räumen sowie im Freien vorgehen sollten. Die Existenz dieser Beispielsammlung deutet darauf hin, dass es keineswegs utopisch ist, die Herausforderung des grünen Wasserstoffs, welche im Zuge der Produktion, Speicherung und des Transports bestehen, zu bewältigen.

Des Weiteren existieren Wasserstofftankstellen. Für diese gibt es sogar seit 2020 einen internationalen Standard ISO 19880, sie nennt sich: Gaseous hydrogen – Fuelling stations Part one general requirements.

Auch in Deutschland existiert immerhin eine nationale Bestimmung für den Explosionsschutz von Wasserstofftankstellen, die TRGS 751. Sie befasst sich mit der Vermeidung von Brand-, Explosions- sowie Druckgefährdungen an Gasabfüllungen und Tankstellen zur Befüllung von Landfahrzeugen. Die Fassung ist übrigens seit dem 2.10.2020 gültig. Diese Bestimmung beweist, dass es sehr wohl möglich ist, die Herausforderungen des grünen Wasserstoffs zu meistern. Denn, wenn die Verantwortlichen für Wasserstoff als Treibstoff Sicherheitsvorkehrungen treffen, können sie das genauso gut für grünen Wasserstoff, der für zahlreiche, anderweitige Anwendungen zum Einsatz kommt.

Brennstoffzellen kommen zum Einsatz, um elektrische Energie aus dem Wasserstoff zurückzugewinnen. In diesen vollzieht sich der Prozess ab, welcher einer Umkehr der Elektrolyse entspricht. Auf internationaler Ebene ist der Explosionsschutz geregelt – dank des technischen Komitesss TC 105 von IEC. In diesem Zusammenhang existieren weitere, positive Nachrichten. Denn seit 2021 findet eine intensive, zukunftsweisende Zusammenarbeit in elf ambitionierten Arbeitsgruppen statt. Dabei handelt es sich um Normenprojekte zu den verschiedenen Normenprojekten in den zahlreichen Anwendungsfällen. Sie beginnen bei der Mikro-Brennstoffzelle und gehen weiter mit einem passenden Antriebsaggregat für Drohnen. Regelmäßig erfolgt eine Fertigstellung von neuen Normen. Und was haben diese Normen mit der Produktion des grünen Wasserstoffs zu tun? Nun, sie fungieren als handfester, schwarz auf weiß geddruckter Beweis, dass die Produktion, Speicherung und der Transport von grünem Wasserstoff auch die Herausforderungen in puncto Sicherheit meistern kann.

Welche Rollen spielen dezentrale Anlagen in der Öffentlichkeit?

Sind die Sicherheitsanforderungen für die Wasserstoffinfrastruktur höher als für die Infrastruktur der fossilen Rohstoffe? Nein, sie sind nicht höher, zugleich sind sie jedoch auch nicht geringer. Das gilt insbesondere in Bezug auf die Explosionsgefahren. Zwar existieren beim grünen Wasserstoff sicherheitstechnisch günstigere Bedingungen – eine hohe Flüchtigkeit dank der geringen Dichte -, doch die geringe Mindestzündenergie sowie der hohe Diffusionskoeffizient heben die Vorteile auf. Allerdings kennt sich die Prozessindustrie seit Langem mit den Explosionsgefahren des Wasserstoffs um. Sie geht professionell mit der Anwendung des Wasserstoffs um. Von daher lassen sich diese Kenntnisse ebenso auf die Wasserstoffnutzung übertragen.

Dennoch kommen neue Umstände hinzu, die einer Beachtung bedürfen. Wasserstoff wird in der nahen Zukunft in zahlreichen neuen Anwendungen dezentral in der Öffentlichkeit hergestellt. Infolgedessen erfolgt die Errichtung von Windparks. Dort entstehen riesige Wasserstoffbelieferungs- und Betankungsnetze. Was bedeutet das für die Sicherheit? Große Anlagen fallen in die Kategorie der Störfallverordnungen mit den gültigen Verschärfungen der vorgeschriebenen Sicherheitsanforderungen.

Die ISO und die IEC setzen sich bereits mit den unverzichtbaren Aspekten der Sicherheit entlang der Wasserstoffproduktion auf internationaler Ebene auseinander. Zahlreiche Standards sind schon öffentlich zugänglich, andere wiederum befinden sich noch im Entwurf. Der nächste Schritt besteht logischerweise darin, diese in die europäischen und im Anschluss in die internationalen Normen zu integrieren.

Allerdings gilt es diese Normen – sobald sie international gültig sind – mit den nationalen Normen, Verordnungen und Regelungen in einen Einklang zu bringen. Hört sich in der Theorie ultraeinfach an, lässt sich jedoch in der Praxis nicht so einfach umsetzen. Es geht nur langsam voran. Der Arbeitsaufwand, der dahintersteckt, ist riesig. Wobei das ja nichts Neues ist, wenn so viele unterschiedliche Parteien beteiligt sind. Allerdings ist es stets ein gutes Zeichen, wenn es vorangeht.

Ist grüner Wasserstoff der Hoffnungsträger einer schönen Zukunft?

Wie aus den Erläuterungen bereits hervorgeht, handelt es sich beim grünen Wasserstoff um eine Technologie, die in der Zukunft eine große Rolle einnehmen wird. Dennoch beschäftigen sich Forscher mit weiteren Fragen, welche über die Herausforderungen des grünen Wasserstoffs hinausgehen.

Dazu zählt vor allem die Frage: Reicht die Menge, die der blaue Planet zu bieten hat, aus, um den grünen Wasserstoff zu produzieren oder stehen – früher oder später – Konflikte an, weil der Energiestoff knapp wird; so wie es bei den fossilen Brennstoffen der Fall ist. Die Frage, die in diesem Zusammenhang anfällt, lautet: Reichen die Kapazitäten aus?

Laut des Fraunhofer-Instituts belegt die Anzahl der aktuellen Produktionsanlagen, dass noch Bedarf an Analgen besteht. Es sind weitere Produktionsstätten notwendig, um ausreichende Mengen an grünen Wasserstoff herzustellen. Das Institut hat Prognosen aufgestellt. Diese besagen, dass bereits ab 2030 die Leistung des Wasserstoffs, welchen Unternehmen nutzen, fast dramatisch ansteigen wird – bis zu fünf Gigawatt sollen zugebaut werden.

In Deutschland existieren mehr als 30 Elektrolyse-Analgen, die für die Herstellung des grünen Wasserstoffs dienen. Allerdings nutzen Hersteller diese für Forschungs- und weniger für Produktionszwecke.

Und was tun, wenn die Platzkapazität hierzulande nicht ausreicht? Dann geht man Kooperationen ein mit Ländern, die weniger mit Platzproblemen zu kämpfen haben. Neben Afrika eignet sich ebenso Kanada als vielversprechender Partner diesbezüglich. Denn Deutschland hat laut der Tagesschau in Kanada einen passenden verbündeten für die Wasserstoffproduktion gefunden. Auf der Insel, die Neufundland heißt, soll ein Windpark als Produktionshilfe für kohlenstoffdioxidneutralen Wasserstoff dienen. Dabei ist ein sogenanntes Abkommen zwischen den beiden Ländern geplant. Dieses verfolgt das Ziel, dass der hergestellte Wasserstoff – oder zumindest ein Großteil davon – nach Deutschland exportiert wird. Aha. Ist das denn keine egoistische Handlung seitens von Deutschland? Ganz und gar nicht! Denn auf der Insel Neufundland wohnen lediglich eine Million Menschen. Infolgedessen benötigen diese wenig Energie, denn es handelt sich dabei nicht um eine große Insel mit vielen Bewohnern. Allerdings ist die Projektfinanzierung noch nicht geklärt. Laut Experten nimmt diese jedoch einige Zeit in Anspruch. Bis sich die Kooperationspartner einigen, vergehen mehrere Jahre.

Kapazitäten und Anlagen sind das Eine. Wie sieht es mit der notwendigen Energie aus, welche die Wasserstoffherstellung impliziert? Laut der Fachzeitschrift Ingenieur benötigt nicht nur die Produktion des Wasserstoffs viel Energie, sondern auch der Transport. Des Weiteren sind energieintensive Verfahren, die den Wasserstoff zunächst in einen flüssigen Zustand bringen, erforderlich. Demzufolge steigt der Bedarf an regenerativen Energiequellen. Schließlich soll der Wasserstoff grün bleiben. Das trifft jedoch nur dann zu, wenn bei dessen Produktion erneuerbare Energiequellen zum Einsatz kommen.

Greenpeace hat bereits im Jahre 2021 kritisiert, dass der grüne Strom überhaupt nicht ausreicht. Deswegen betreiben Unternehmen die Elektrolyse mithilfe von fossilen Brennstoffen. Demzufolge ist der Wasserstoff dann keineswegs gänzlich grün. Unrecht hat Greenpeace mit diesem Einwand nicht. Denn diese Tatsache stimmt. Grüner Wasserstoff mithilfe von erneuerbaren Energien hergestellt werden, um grün zu bleiben. (vgl. https://green-planet- energy.de Zugriff am 24.11.2022)

Die wahrhaftigen Umsetzungsprobleme

Auch wenn grüner Wasserstoff als Hoffnungsträger für eine grüne Zukunft dient, warten Unternehmen immer noch auf eine Preissenkung, um die regenerativen Energien auszubauen. Das Problem besteht darin, dass die Kosten für den grünen Wasserstoff doppelt so hoch sind wie die Kosten für den grauen Wasserstoff. Doch das wird sich ändern, weil der globale Anteil der erneuerbaren Energien bis zum Jahre 2040 auf 45 Prozent klettern wird. Dadurch wird auch der grüne Wasserstoff günstiger. Im Zuge des Ausbaus würden somit die Produktionskosten für den grünen Wasserstoff sinken.

Kann dann die Produktion voll starten, sobald die Kosten gesunken sind? Nein, immer noch nicht, weil es einen weiteren Haken gibt. Der wäre? Wasserstoff lässt sich nicht so einfach lagern wie fossile Brennstoffe. Das liegt – wie bereits erwähnt – an seiner geringen Dichte. Im Universum zeichnet sich H2 durch eine bestimmte Charaktereigenschaft aus: Es ist das leichteste Gas. Darüber hinaus ist es leider hochexplosiv. Es sind Pressungen unter hohem Druck in Spezialbehältern erforderlich. Eine Lagerung funktioniert nur, wenn Wasserstoff in flüssiger Form bei Minus 253 Grad Celsius zu lagern ist.

Somit sind die Transportmöglichkeiten eine wahre, unterschätzte Herausforderung. Deshalb hat Deutschland vor, den Wasserstoff aus Kanada über den Atlantik in Ammoniak-Form zu verschiffen. Die notwendige Strommenge verdeutlicht auch, dass sich in dieser Hinsicht etwas ändern muss. Momentan erfolgt eine weltweite, jährliche Herstellung von grauem Wasserstoff in Höhe von 70 Millionen Tonnen. Dabei landen in der Atmosphäre ungefähr 830 Millionen Tonnen Kohlenstoffdioxid.

Die Energy Transitions Commission ETC müssten bis 2050 fast 13 Billionen Euro investiert werden, um eine nachhaltige und weltweite Wasserstoffwirtschaft aufzubauen. Sie sollte idealerweise zwischen 15 und 20 Prozent des Energieverbrauchs decken. demzufolge wären bis zu 30.000 TWh zusätzlichen Stroms erforderlich, der aus erneuerbaren Energien stammt.

Deshalb lohnt es sich, grünen Wasserstoff dort herzustellen, wo er sich am einfachsten herstellen lässt. Das trifft auf sonnenreiche Länder – wie Afrika – zu. (vgl. https://www.energy-transitions.org Zugriff am 24.11.2022)

Fazit zum grünen Wasserstoff

Grüner Wasserstoff wird – früher oder später – die fossilen Brennstoffe des Thrones verweisen. Wann das genau passieren wird, steht noch in den Sternen. Na ja, fast. Denn spätestens dann, wenn die fossilen Rohstoffe nicht mehr existieren oder fast aufgebraucht sind, tritt grüner Wasserstoff auf die Bildfläche. Damit er jedoch nicht erst dann ins Spiel kommt, wenn die fossilen Rohstoffe aufgebraucht sind, befassen sich Forscher mit seiner Weiterentwicklung. Auch wenn der grüne Wasserstoff einige Herausforderungen mit sich bringt, bedeutet das keineswegs, dass er weiterhin ein Schattendasein genießen soll.

Das Potenzial des grünen Wasserstoffs als zukünftiger Energielieferant ist enorm – trotz der zahlreichen Hürden, die es in diesem Zusammenhang zu überwinden gilt. Des Weiteren stellt die Produktion des grünen Wasserstoffs eine gute Möglichkeit dar, um neuartige Partnerschaften einzugehen, wie beispielsweise Partnerschaften zwischen den Industrienationen und Afrika. Einst standen diese Welten – stehen teilweise immer noch – in einem Konkurrenzkampf, doch mit der vermehrten Herstellung des grünen Wasserstoffs könnte sich das Blatt wenden. Die Partnerschaften wären wesentlich mehr als nur Kooperationen. Denn damit könnte der Wohlstand in den afrikanischen Ländern ein wenig ansteigen. Mehr Menschen hätten Zugang zu sauberem Wasser, mehr Energie zur Verfügung, mehr Möglichkeiten für Bildung oder auch mehr Lebensmittel.

Nicht nur die Partnerschaften sind ein wichtiger Aspekt des grünen Wasserstoffs, sondern auch die Vorzüge, die diese Substanz der Umwelt bietet: umweltfreundlich und klimaneutral, im Vergleich zu den fossilen Brennstoffen keineswegs knapp. Lediglich die Produktion in ausreichender Menge sowie die Speicherung und der Transport stellen noch eine überwindbare Hürde dar. Konfliktpotenzial, analog zu den fossilen Brennstoffen, birgt Wasserstoff bisher nicht.

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