Wasserstoff
Wasserstoff nimmt potenziell einen wichtigen Platz in einer nachhaltigen, klimaschonenden Energieversorgung ein. Dieser Steckbrief gibt einen Überblick und verweist auf weiterführende Informationen rund um die Technologie.
Definition
Wasserstoff ist ein Gas, das auf der Erde vor allem in chemischen Verbindungen wie Wasser, Säuren oder Kohlenwasserstoffen vorkommt.
Die bestehenden Gasnetze bilden die Grundlage für eine alternative klimaneutrale Wärmeversorgung mit grünen Gasen und Wasserstoff. Weite Teile der vorhandenen Gasnetze können für den Betrieb mit Wasserstoff umgewidmet beziehungsweise entsprechend ertüchtigt werden.
Hauptanwendungsgebiete und damit Anker-Kunden für Wasserstoffnetze sind:
- chemische Industrie, zum Beispiel zur Synthese von Wasserstoff Derivaten (unter anderem Ammoniak) (vgl. SKW Stickstoffwerke Piesteritz GmbH 2024)
- Zementherstellung
- Stahlindustrie, alternativ Strom-Direkt-Eisenoxid-Elektrolyse (Siderwin-Verfahren)
- Gaskraftwerke
- Gasmotor-/Brennstoffzellen-Blockheizkraftwerke (BHKW), Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK)
- Energiespeicher (zum Beispiel AMBARTEC AG) mit Wasserstoff als Reduktionsmittel
Eine Möglichkeit für Wohngebiete und Quartiere im Verlauf beziehungsweise Umfeld dieser Gasnetze ist es, Wasserstoff als Energieversorgung zu nutzen.
Sekundäre Wärmequellen sind Wärmequellen, die nicht natürlich vorkommen und für die vorherige Umwandlungsprozesse nötig sind. Mehrheitlich werden mit der Hilfe von Strom Primärenergiequellen (zum Beispiel Wasser oder Luft) als Wärmequellen nutzbar gemacht (zum Beispiel Wasserstoff, Wärmepumpen).
Wasserstoff kann auch in Form von weißem Wasserstoff natürlich vorkommen (siehe Arten von Wasserstoff). Da in der Wärmeversorgung besonders durch die Elektrolyse erzeugter Wasserstoff eine Rolle spielt, ist Wasserstoff in dieser Übersicht als sekundäre Wärmequelle eingeordnet.
Arten von Wasserstoff
Wasserstoff und Wasserstoff-Derivate, also aus Wasserstoff hergestellte Energieträger, nehmen potenziell einen wichtigen Platz in einer nachhaltigen, klimaschonenden Energieversorgung ein.
Um die Klimafreundlichkeit von Wasserstoff beurteilen zu können, benötigt man jedoch das Wissen um seine Herstellung. Die „Farbe“ des Wasserstoffs kennzeichnet, aus welchem Energieträger und durch welches Herstellungsverfahren der Wasserstoff produziert wurde. Nach den aktuell etablierten Technologien wird Wasserstoff mit den Farben grün, blau, türkis, orange, gelb, rot und grau gekennzeichnet. Weißer Wasserstoff ist der in der Umwelt natürlich vorkommende Wasserstoff. (Vgl. Horng et al. 2020)
Derivate sind optimalerweise auf grünem Wasserstoff sowie auf möglichst direkt aus der Atmosphäre zurückgewonnenen Kohlenstoff basierende, gasförmige oder flüssige Energieträger. Hierzu zählen unter anderem synthetisches Methan, Ammoniak, LOHC, Methanol, Ottokraftstoff, Diesel und Kerosin.
Farben des Wasserstoffs
Zentrale oder dezentrale Versorgung
Die derzeitige Gasversorgung einzelner Gebäude basiert auf einer zentralen Versorgung über ein Gasverteilnetz. Oftmals können bestehende Gasnetze für den Betrieb mit Wasserstoff umgewidmet beziehungsweise ertüchtigt werden. Daher wird auch beim künftigen Einsatz von Wasserstoff die zentrale Bereitstellung über Verteilnetze die dominierende Versorgungsart bleiben. Dezentral wird der Wasserstoff im Gebäude durch eine wasserstofffähige Heizungsanlage, zum Beispiel eine Brennstoffzelle, in Wärme umgewandelt.
Weiterführende Informationen
Quellen
Horng, Pauline et al.: Wasserstoff – Farbenlehre. Rechtwissenschaftliche und rechtspolitische Kurzstudie. Dezember 2020. https://www.ikem.de/wp-content/uploads/2021/01/IKEM_Kurzstudie_Wasserstoff_Farbenlehre.pdf, Zugriff am: 3. März 2025.
SKW Stickstoffwerke Piesteritz GmbH: Nachhaltiges Ammoniak – Uniper und SKW Piesteritz vereinbaren Zusammenarbeit. 22. April 2024. https://www.skwp.de/media-center/aktuelles/mitteilungen/presse-detail/nachhaltiges-ammoniak-uniper-und-skw-piesteritz-vereinbaren-zusammenarbeit/, Zugriff am 25. März 2025.
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