Vielseitig nutzbar, 100 Prozent speicherbar: Wasserstoff
Wasserstoff wird eine Hauptrolle in der klimaneutralen Energieversorgung spielen.
Davon sind wir fest überzeugt. Und das Beste: Er lässt sich sehr gut speichern.
Deshalb haben wir in Zukunft viel vor mit Wasserstoff.
Was macht Wasserstoff so besonders?
Im Periodensystem ist Wasserstoff die Nummer 1. Aus gutem Grund: Das chemische Element „H“ steckt in nahezu allen organischen Verbindungen. Zum Beispiel in der Lebensgrundlage unserer Erde, dem Wasser (H20). Zugleich ist der gasförmige Wasserstoff ein vielseitig einsetzbarer Energieträger. Wasserstoff kann Fahrzeuge und Fabriken antreiben, für angenehme Wärme sorgen und elektrische Energie speichern – ohne klimaschädliche Emissionen, mit der vorhandenen Gas-Infrastruktur.
Wie wird Wasserstoff hergestellt? Und warum hat er viele Farben?
Wasserstoff ist ein farbloses Gas und lässt sich in verschiedenen Verfahren herstellen – mit unterschiedlichen Auswirkungen auf das Klima. Aus diesem Grund hat die Wasserstoffwirtschaft mehrere Farben definiert, die dabei helfen, die Klimabilanz des jeweiligen Wasserstoffs zu erkennen. Für die Speicherung sind die Farben nicht relevant: Die chemischen Eigenschaften des Gases sind immer gleich.
Hier ein Überblick über die vier wichtigsten Farben und was sie bedeuten:
Grüner Wasserstoff
- ausschließlich aus erneuerbaren Energien wie Wind, Wasser oder
Sonne hergestellt - gängiges Verfahren ist Elektrolyse: Elektrolyseure werden mit
Grünstrom angetrieben, dabei spalten sich Wasserstoff und
Sauerstoff auf - zu 100 Prozent klimaneutral
Türkiser Wasserstoff
- aus thermischer Spaltung von Methan hergestellt
- gängiges Verfahren ist Methanpyrolyse: Bei Aufspaltung des
Methans aus Erdgas entsteht statt CO2 fester Kohlenstoff - klimaneutral, wenn die Methanpyrolyse mit erneuerbarer Energie
erfolgt und der Kohlenstoff dauerhaft gebunden wird
Blauer Wasserstoff
- aus fossilen Energieträgern hergestellt
- gängiges Verfahren ist CCS (Carbon Capture and Storage):
Das bei der Herstellung entstehende CO2 wird abgeschieden
und gespeichert - klimaneutral, da CO2 nicht in die Atmosphäre gelangt
Grauer Wasserstoff
- aus fossilen Energieträgern hergestellt
- gängiges Verfahren ist Dampfreformierung: Erdgas wird in
Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid aufgespalten, letzteres
gelangt als Abgas in die Atmosphäre – alternativ:
Elektrolyse mit Graustrom - hoher Ausstoß von Treibhausgasemissionen
Nochmals alles auf einen Blick
- Wasserstoff lässt sich auf unterschiedlichen Wegen erzeugen – die Farben geben einen Hinweis zur Klimabilanz der Herstellung
- Bei der Verbrennung von Wasserstoff werden keine klima- oder umweltschädlichen Stoffe freigesetzt
Wasserstoff lässt sich in vorhandene Gas-Infrastrukturen integrieren – zum Transportieren und Speichern
Warum die Speicherung von Wasserstoff für unser Energiesystem so wertvoll ist?
Mit unseren künftigen Wasserstoffspeichern werden wir einen entscheidenden Beitrag für eine klimaneutrale Welt leisten. Denn: Die unterirdische Speicherung von Wasserstoff übernimmt fünf wichtige Funktionen für das Energiesystem. So ermöglichen wir den Übergang zur vollständigen Dekarbonisierung.
Versicherungswert
Gasspeicher schaffen Versorgungssicherheit – zu jeder Zeit. Wenn die Nachfrage in verbrauchsstarken Perioden wie im Winter steigt, halten die ganzjährig füllbaren Gasspeicher die notwendige Energie bereit. In Zukunft wird diese Funktion noch wichtiger: Da die favorisierte Erzeugung von grünem Wasserstoff aus erneuerbaren Quellen nicht immer gleichmäßig und planbar ist, können Schwankungen in der Produktion und Nachfrage flexibel ausbalanciert werden.
Systemwert
Zur Nutzung von Wasserstoff ist ein komplexes Gesamtsystem notwendig. So braucht es für den Transport sowie die Speicherung und Verteilung eine flächendeckend verteilte und intelligent gesteuerte Infrastruktur. Gasspeichern kommt hier eine besondere Relevanz zu. Sie stabilisieren das gesamte Netz und übernehmen teilweise auch eine Transportersatzfunktion. Dadurch lassen sich schwankende Verbrauchsmengen leicht ausgleichen und managen.
Handelswert
Gasspeicher ermöglichen am Gasmarkt ein Handeln mit Weitblick. Insofern können Händler beispielsweise in virtuellen Portalen weit im Voraus ihre Gasbestellungen abschließen, die erst später zu einem bestimmten Zeitpunkt ausgeliefert werden. Mit der gebuchten Kapazität in einem Gasspeicher sichern die Händler die vereinbarte physische Gasmenge so lange, bis sie vom Kunden benötigt wird. Deshalb erfüllen Gasspeicher eine zentrale Handelsfunktion.
Umweltwert
Aus Wind und Sonne lässt sich klimaneutral elektrische Energie erzeugen – allerdings ist sie nicht unbegrenzt speicherbar. Erst die Umwandlung des grünen Stroms in Wasserstoff sichert die Erträge. Wasserstoffspeicher unterstützen den Energiemarkt also dabei, zu viel erzeugte Wind- und Photovoltaik-Energie zwischenzuspeichern und später flexibel in Spitzenzeiten zu verwenden. So reduzieren die Speicher Emissionen und ermöglichen immer mehr Use Cases für Wasserstoff.
Kick-Start
Mit dem Hochlauf von Wasserstoff sollte der Aufbau einer ganzheitlich vernetzten Infrastruktur einher gehen. Neben Anlagen zur Erzeugung, dem Transport und der Verteilung sind Wasserstoffspeicher ein essenzieller Teil dieses Systems. Sie helfen dabei, die Investitionen in die Infrastruktur optimal zu bemessen, um die politisch gesetzten Übergangsziele zu erreichen und damit die Entstehung eines Wasserstoff-Ökosystems zu erleichtern.