Wasserstoff


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<img class=“wp-image-4413″ style=“width: 25px;“ src=“https://taskforce.wiefm.eu/wp-content/uploads/2022/01/01_Icon_Was_50px_weiss.png“ alt=““> Was ist das?

Was ist das?

Die chemische Energie aus dem Wasserstoff kann über eine chemische Reaktion gewonnen und anschließend technisch nutzbar gemacht werden. In einer sogenannten Brennstoffzelle wird der Wasserstoff dabei in Elektronen und Protonen geteilt. Bei dieser Brennstoffzelle handelt es sich um ein abgeschlossenes Bauteil, das aus zwei Elektroden und einer Trennschicht besteht. Während die Elektronen über einen elektrischen Leiter zwischen den Elektroden wandern und Strom fließt, schlüpfen die Protonen durch die Trennschicht und verbinden sich auf der anderen Seite mit Elektronen und Sauerstoff zu Wasser.

Neben dem Strom entsteht bei der Reaktion auch Wärme.

Alternativ zur Brennstoffzelle kann Wasserstoff auch in KWK-Anlagen verbrannt werden. (s. KWK-Anlagen)

Für die Produktion von Wasserstoff gibt es unterschiedliche Verfahren. Je nach Prozess und dabei verwendeter Energieart wird der entstehende Wasserstoff nach Farbe klassifiziert:

  • Grüner Wasserstoff: Elektrolyse von Wasser unter Verwendung von Ökostrom.
  • Roter Wasserstoff: Mit Atomstrom erzeugter Wasserstoff. Das Verfahren ist weitgehend CO2-neutral, aber aus bekannten Gründen umstritten.
  • Grauer Wasserstoff: Durch Dampfreformierung aus Erdgas gewonnen. Pro Tonne Wasserstoff entstehen circa 10 Tonnen CO2.
  • Blauer Wasserstoff: Das CO2 aus der Produktion von grauem Wasserstoff aufgefangen und weiterverwendet.
  • Türkiser Wasserstoff: In Hochtemperaturreaktoren durch die thermische Spaltung von Methan hergestellt. Dabei entsteht fester Kohlenstoff und kein CO2.
  • Brauner Wasserstoff entsteht durch Vergasung aus Kohle.
  • Weißer Wasserstoff: Natürliches Vorkommen in der Erdkruste und kann an wenigen Stellen durch Fracking gewonnen werden.
  • Hellgrüner Wasserstoff: Hydrogenase, bei der Bakterien mithilfe von Sonnenenergie Biomasse in Methan und Wasserstoff umwandeln. Dazu existieren aber erst Pilotprojekte.

Für weitere Informationen, siehe auch die „Frage des Monats“ zum Thema Wasserstoff der FH Münster.

<img class=“wp-image-4415″ style=“width: 25px;“ src=“https://taskforce.wiefm.eu/wp-content/uploads/2022/01/02_Icon_Wo_50px_weiss.png“ alt=““> Wo ist der Einsatz sinnvoll?

Wo ist der Einsatz sinnvoll?

Dank des großen möglichen Leistungsspektrums können Wasserstoff-Anlagen sowohl zur Versorgung kleiner Quartiere als auch größeren Netzen mit mehreren hundert Anschlussnehmern eingesetzt werden.

Wasserstoff-Anlagen können ihre Energie unabhängig von Umwelteinflüssen zur Verfügung stellen, und bieten damit eine risikoarme Grundlastversorgung auf einem hohen Temperaturniveau. Sie eignen sich darum gut dazu, witterungsabhängige nachhaltige Wärmeerzeuger zu unterstützen und die Ausfallsicherheit solcher Gesamtanlagen zu erhöhen.

<img class=“wp-image-4417″ style=“width: 25px;“ src=“https://taskforce.wiefm.eu/wp-content/uploads/2022/01/03_Icon_nachhaltig_50px_weiss.png“ alt=““> Wie nachhaltig ist es?

Wie nachhaltig ist es?

Die Nachhaltigkeit von Wasserstoff (H2) hängt von der Produktion ab.

Wird Wasserstoff durch die Elektrolyse gewonnen, entsteht dabei kein Kohlendioxid. Werden in dem Prozess zur Gewinnung von Wasserstoff zusätzlich erneuerbare Energien eingesetzt, ist der gesamte Prozess emissionsfrei. Das macht Grünen Wasserstoff zu einem umweltfreundlichen Energieträger.

Die „Frage des Monats“ der FH Münster liefert weitere Informationen zur Wasserstoffproduktion mittels Elektrolyse sowie zur biologischen Wasserstoffproduktion.

<img class=“wp-image-4419″ style=“width: 25px;“ src=“https://taskforce.wiefm.eu/wp-content/uploads/2022/01/04_Icon_Akteure_50px_weiss.png“ alt=““> Wer ist beteiligt?

Wer ist beteiligt?

Für die Versorgung von Neubaugebieten oder städtischen Bereichen sollte Kontakt zu den örtlichen Stadtwerken aufgebaut werden.

Darüber hinaus gibt es Unternehmen, die sich auf Wasserstoffanwendungen spezialisiert haben.

Für Pilotprojekte können zudem Hochschulen mit einbezogen werden.

<img class=“wp-image-4421″ style=“width: 25px;“ src=“https://taskforce.wiefm.eu/wp-content/uploads/2022/01/05_Icon_Technik_50px_weiss.png“ alt=““> Stand der Technik

Stand der Technik

Wasserstoff kann in Brennstoffzellen oder BHKWs zu Strom und Wärme umgewandelt werden.

Dabei stehen Anlagen in einem großen Spektrum von wenigen KW bis hin zu mehreren MW zur Verfügung. Die Produktion von grünem Wasserstoff ist aber noch sehr kostspielig, sodass die Nutzung von emissionsfreiem Wasserstoff gegenüber anderen Technologien wirtschaftlich schwierig darzustellen ist.

Langfristig kann die Nutzung von Wasserstoff aber an Wichtigkeit gewinnen, da durch den Umweg über Wasserstoff grün erzeugter Strom langfristig speicherbar wird und man so die Erzeugung vom Verbrauch entkoppeln kann.