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Die „Farben“ von Wasserstoff und die Zukunft der Green Economy

Elektromobilität gespeichert in Batterien oder Zylindern? Es wird viel über Wasserstoff gesprochen, aber Sie müssen verstehen, wo es ratsam ist, ihn zu verwenden und wo nicht. Hier sind einige Denkanstöße

Die „Farben“ von Wasserstoff und die Zukunft der Green Economy

Als wäre der Gegensatz zwischen Befürwortern der Elektromobilität und den eingefleischten Thermomobilisten nicht genug, zeichnet sich nun auch an der Front der radikalsten Umweltschützer ein neues Duell ab. Von elektrischer Traktion ist immer die Rede, aber auf der einen Seite stehen Befürworter von in Batterien gespeichertem Strom, auf der anderen Seite von in Zylindern gespeichertem Strom in Form von Wasserstoff. Auch in diesem zweiten Fall ist der Motor elektrisch, aber die Energie wird von einem Gerät namens „Brennstoffzelle“ kommen der Wasserstoff direkt im Auto in Strom umwandelt.

Eine nette Hilfestellung für die Befürworter von Brennstoffzellen gab der Minister für ökologischen Wandel, Roberto Cingolani, der erklärte, dass die Batterietechnologie „vorbei“ sein könnte; und vielleicht reisen wir in 10 Jahren alle mit Wasserstoff. Sogar die Europäische Kommission, die die mittel- und langfristigen Klimapläne umreißt, hat Wasserstoff in die Lösungen aufgenommen, die notwendig sind, um die vollständige Dekarbonisierung einiger Sektoren zu erreichen, insbesondere in Bezug auf industrielle Anwendungen. Diese Wahl ist kein Zufall: Im Kampf gegen den Klimawandel ist es in der Tat wichtig, Ressourcen und Technologien effizient zu nutzen; in der Mobilität lohnt es sich nicht, Wasserstoff zu verwenden (außer in bestimmten Kontexten, wie wir später sehen werden). Darüber hinaus, Die Technologien, mit denen dieses Element hergestellt wird, sind noch teuer entwickeln. Die Europäische Kommission wird jedoch Beiträge bereitstellen, um die Reduzierung ihrer Kosten zu beschleunigen und die Kommerzialisierung von Wasserstoff in großem Maßstab mit dem Ziel der Dekarbonisierung der oben genannten Anwendungen zu ermöglichen.

Aber bevor wir verstehen, wo es am besten ist, Wasserstoff zu verwenden, müssen wir bewerten, wie „sauber“ und damit nachhaltig er ist. Es ist das am weitesten verbreitete Element im Universum und daher unerschöpflich. Es ist jedoch immer mit anderen assoziiert: zum Beispiel mit dem Sauerstoff im Wasser (H2O) oder zu Kohlenstoff in Methan (CH4). Daher muss es "extrahiert" werden und Energie liefern, um diese Trennung zu bewirken. Die überwiegende Mehrheit der heute verwendeten und die einzige, die zu akzeptablen Kosten hergestellt werden kann, wird aus Methan, einem fossilen Brennstoff, durch eine Reaktion namens Stream Reforming gewonnen. Es ist überhaupt nicht nachhaltig, weil es dabei große Mengen an Treibhausgasen (CO2) und wird tatsächlich als "grau" definiert und von vornherein abgelehnt.

Viele Öl- und Gasunternehmen, zum Beispiel ENI, arbeiten an sogenanntem „blauem“ Wasserstoff, der ebenfalls aus der Stromreformierung von Methan stammt, jedoch mit gleichzeitiger Sequestrierung und Speicherung von Kohlenstoff. Dieses Verfahren ist kostenmäßig noch nicht konkurrenzfähig, nicht frei von Methanausbreitungen sowohl bei der Herstellung als auch beim Transport (ebenfalls ein Treibhausgas, mit stärkerer klimawirksamer Wirkung als CO2,) und Kohlendioxid, da der Abscheidungs- und Speicherungsprozess bei weitem nicht zu 100 % effizient ist und durch das Problem erschwert wird, einen sicheren Ort für die unterirdische Speicherung zu finden. Darüber hinaus erfordert der gesamte Prozess große Mengen an Energie, um durchgeführt zu werden.

Der einzig wirklich saubere Wasserstoff ist der „grüne“.. Durch Elektrolyse von Wasser gewonnen, gibt es nur reinen Sauerstoff an die Atmosphäre ab und erzeugt kein CO2. Bingo? Fast. Der Elektrolyseprozess benötigt viel Energie: dreimal mehr, als er speichern und anschließend zurückgeben kann. Da es sich um eine knappe Ressource handelt, wird grüner Wasserstoff daher am besten nur dort eingesetzt, wo es keine effizienteren Alternativen gibt: Diese Sektoren sind hauptsächlich industrieller Natur. Auf der anderen Seite, wenn wir eines Tages wirklich 100% „grünen“ Strom haben, warum diesen nicht direkt nutzen, anstatt zwei Drittel davon für die Herstellung von Wasserstoff wegzuwerfen?

Ungeachtet dessen kostet die „grüne“ Wasserstoff-Elektrolyse-Technologie heute mehr als das Doppelte der „grauen“, aber zahlreiche Studien (u. a berichten der Energy Transitions Commission) prognostizieren, dass er bis Ende dieses Jahrzehnts (gegenüber „grauem“ Wasserstoff) wettbewerbsfähig sein wird. Schließlich muss mit Wasserstoff vorsichtig umgegangen werden. Es ist brennbar. Es ist das kleinste Molekül im Universum und kann sich daher leicht verteilen, wenn die Behälter eine minimale Porosität aufweisen. Zumal es zur Volumenreduzierung auf 700 Atmosphären komprimiert werden muss und Transport, Verteilung und Abgabe kein Kinderspiel sind.

Konkret werden die Sektoren, in denen grüner Wasserstoff kurzfristig erste industrielle Anwendungen sehen wird, diejenigen sein, die bereits aus fossilen Brennstoffen gewonnenen Wasserstoff als Rohstoff verwenden: So wird er beispielsweise zur nachhaltigen Herstellung von Ammoniak, einem Grundprodukt, verwendet in Düngemitteln und in vielen anderen chemischen Prozessen.

Anschließend wird als Brennstoff fungieren unabdingbar, um Kohle und Methan zu ersetzen in wärmebasierten Industrieprozessen wie Eisen- und Stahl-, Keramik- und Zementfabriken. Auch im Luftverkehr scheint es die einzige Alternative zu Kerosin zu sein, um Strahltriebwerke anzutreiben. Aber transozeanische Containerschiffe? Die Züge, die heute noch mit Dieselmotoren auf Strecken fahren, die zu 57 % nicht elektrifiziert sind? Schifffahrt und Schienenverkehr sind weitere Bereiche, in denen sich grüner Wasserstoff entwickeln kann, da es zu Akkumulatoren (bisher) keine Alternative gibt.

Zum Abschluss der Analyse, die Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung Sätze, das Wasserstoffauto sei ein "falsches Versprechen". Und der Präsident von Volkswagen Herbert Diess, sagt in einem Tweet: "Es ist bewiesen, dass das Wasserstoffauto NICHT die Lösung für das Klima ist. Falsche Debatten sind Zeitverschwendung. Bitte hören Sie auf die Wissenschaft!" Daher werden wir im Gegensatz zu den batteriebetriebenen Elektroautos, die wir bereits in unseren Städten sehen, das Wasserstoffauto (mit ziemlicher Sicherheit) nie im Alltag sehen.

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