Was ist das Besondere an Wasserstoff? Sonderlich einzigartig ist das Element schließlich nicht, ganz im Gegenteil: Wasserstoff ist ein farbloses, geschmackloses und geruchloses Gas. Das häufigste und gleichzeitig leichteste chemische Element im Universum ist Bestandteil des Wassers und beinahe aller organischen Verbindungen. Mehr zur Chemie des Wasserstoffs erfahrt ihr im Bereich Chemie Wissen.
Besonders und interessant ist aber, dass Wasserstoff ein Energieträger ist und sich auch als Energiespeicher eignet – und dass bei seiner Nutzung keine Treibhausgas-Emissionen entstehen. Denn Wasserstoff verbrennt ohne CO2-Ausstoß (also ohne Kohlenstoffdioxid) zu Wasserdampf. Mehr Infos zu allen anderen Elementen im Periodensystem findet ihr hier.
Das klingt alles ziemlich gut – also ran an den Wasserstoff! Oder?
Der Knackpunkt
Ganz so einfach ist es nicht. Denn: Wasserstoff kommt in der Natur nur in Verbindung mit anderen Stoffen vor. Um ihn zu isolieren, muss Energie aufgewendet werden – und zwar viel Energie.
Und da sind wir an einem Knackpunkt: Der Wasserstoff ist nur klimaneutral, wenn saubere, erneuerbare Energie genutzt wird, um Wasser durch die sogenannte Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten. Der so gewonnene Wasserstoff wird dann als grüner Wasserstoff bezeichnet.
Da wir in Deutschland unseren Zielen bei sauberer Energie noch hinterherhinken, ist es auch mit dem grünen Wasserstoff noch nicht so weit her. Aber wenn er da ist, hat man eine Menge Optionen, um ihn zu nutzen.
Wo kann man grünen Wasserstoff verwenden?
Theoretisch hat man sehr, sehr viele Möglichkeiten. Man kann ihn nutzen, um Fahrzeuge anzutreiben, Häuser damit zu beheizen oder ihn in der Industrie als Reduktionsmittel einsetzen.
Aber: Nur weil man’s kann, ist es nicht unbedingt sinnvoll.
- Für Pkw kommt der Wasserstoff-Antrieb wahrscheinlich nicht in Frage. Denn man braucht recht große Tanks. Daher wird der Elektro-Antrieb als vielversprechender für „normale“ Autos betrachtet.
- Aber: Für Schiffe oder Flugzeuge könnte der Antrieb mit Wasserstoff interessant sein.
- Auch zum Heizen von Wohnungen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten – wie zum Beispiel Solarstrom oder Erdwärme. Je nachdem kann es einfacher sein, diese Optionen zu nutzen.
Kommen wir zur Industrie. Wasserstoff ist zum Beispiel in den Industriezweigen interessant, die sich nur sehr schwer elektrifizieren lassen. Strom ist also keine Möglichkeit, um diese Zweige grün zu bekommen.
Ein Beispiel, über das oft gesprochen wird, ist Stahl. In der Stahlindustrie könnte man Wasserstoff als Reduktionsmittel einsetzen und so CO2 einsparen. Denn: Ausgangsstoff der Stahlproduktion sind Eisenerze, aus denen der Sauerstoff entfernt werden muss. Die dafür erforderliche chemische Reaktion wird Reduktion genannt.
Damit es zu einer Reduktion kommt, werden in der Stahlindustrie bislang Reduktionsmittel wie Koks genutzt. Koks ist kohlenstoff-haltiger Brennstoff, der aus asche- und schwefelhaltiger Braun- oder Steinkohle gemacht wird (Koks). Das Koks reduziert im Hochofen Eisenerz und wird selbst zu Kohlenstoffdioxid oxidiert. Dabei werden allerdings Emissionen freigesetzt. Da wäre grüner Wasserstoff als Reduktionsmittel besser.
Und in der Chemie?
Für die chemische Industrie ist Wasserstoff ziemlich wichtig. Wasserstoff ist der Ausgangspunkt zentraler Wertschöpfungsketten in der Grundstoffchemie. Wasserstoff steckt also in vielen Chemie-Bausteinen, aus denen wiederum komplexere chemische Produkte entstehen. Eingesetzt wird Wasserstoff zum Beispiel bei der Herstellung von Dünger und von Kraftstoffen.
Ist das denn technisch alles möglich?
Damit das alles klappt, brauchen wir zusätzliche enorme Mengen Ökostrom zum Beispiel aus Wind und Sonne. Weil das aber noch etwas dauern wird, muss man zusätzlich andere Herstellungsmethoden für Wasserstoff nutzen, die einen möglichst kleinen CO2-Fußbabdruck haben.
Sicherheit
Ist der Wasserstoff per Elektrolyse erzeugt, warten gleich die nächsten Herausforderungen. Zum Beispiel muss es Sicherheitsvorkehrungen geben. Gerade wenn Wasserstoff nicht flüssig, sondern gasförmig ist, kann er leicht entweichen – und leicht entzündlich ist er auch noch.
Transport
Ein weiterer großer Punkt ist der Transport. Gasförmiger Wasserstoff könnte durch bisherige Erdgas-Pipelines transportiert und dem Erdgas beigemischt – oder in neu verlegte Rohre gepumpt werden. Aber die müssten erstmal gebaut werden. Beim Huckepack-Transport mit Erdgas wiederum müssen die Anlagen, die hintendran hängen, erstmal für einen sicheren Betrieb mit Wasserstoff geeignet sein. Flüssigen Wasserstoff kann man zwar stattdessen mit Lkws fahren, aber man braucht große und spezielle Tanks. Auch die muss man haben.
Expertise
Und: Es müssen auch die Leute da sein, die sich mit Erzeugung, Transport und Nutzung von Wasserstoff auskennen – Leute wie Hannes, der schon in seiner Ausbildung viel mit Wasserstoff gearbeitet hat . Wen Logistik interessiert: Hier erfahrt ihr mehr über den Transport von Chemikalien.
Ihr merkt: Es ist noch sehr viel zu tun beim Thema Wasserstoff. Aber vielleicht wollt ihr ja zu den Fachkräften gehören, die den Wasserstoff weiter voranbringen? Schaut mal in den Ausbildungsfinder rein. Der sucht zu euren Interessen & Fähigkeiten passende Ausbildungsberufe raus und zeigt euch auch freie Stellen an: Erklärungen zu den Berufen findet ihr da auch – oder ich informiert euch hier im ChemieAzubi über den Alltag von Lagerlogistiker:innen, Chemikant:innen, oder Chemielaborant:innen.
