Was macht Wasserstoff „grün"?
Wasserstoff ist nur so sauber wie der Strom, mit dem er produziert wird. Grüner Wasserstoff entsteht ausschließlich durch Elektrolyse mit Strom aus erneuerbaren Energien – Solar, Wind, Wasser oder Bioenergie.
Im Gegensatz zu grauem Wasserstoff aus fossilem Erdgas entstehen bei der Produktion und Nutzung von grünem Wasserstoff keine CO2-Emissionen. Er ist der Schlüssel für eine vollständig dekarbonisierte Wirtschaft.
Elektrolyse: Wasser wird zu Wasserstoff
Die alkalische Elektrolyse ist die bewährteste Technologie. Stromimpulse spalten Wasser (H2O) in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2). Moderne Anlagen erreichen Wirkungsgrade von über 80%.
PEM-Elektrolyse (Polymer-Elektrolyt-Membran) reagiert schneller auf schwankende Stromproduktion und eignet sich ideal für die Kombination mit Solar- und Windenergie.
Hochtemperatur-Elektrolyse (SOEC) nutzt Abwärme aus industriellen Prozessen und erreicht Wirkungsgrade von über 90%. Diese Technologie wird die Zukunft der großindustriellen Wasserstoffproduktion prägen.
Anwendungen in der Industrie
Die Stahlindustrie ist einer der größten Wasserstoff-Verbraucher. Wasserstoff ersetzt Kohle bei der Eisenreduktion und macht die Stahlproduktion CO2-frei. Ein Stahlwerk kann so seine Emissionen um über 95% reduzieren.
In der Chemieindustrie dient Wasserstoff als Grundstoff für Ammoniak, Methanol und andere wichtige Chemikalien. Grüner Wasserstoff macht die gesamte Chemieindustrie nachhaltig.
Raffinerien nutzen Wasserstoff zur Kraftstoffveredelung. Mit grünem Wasserstoff werden auch konventionelle Kraftstoffe sauberer.
Mobilität der Zukunft
Brennstoffzellen-Fahrzeuge wandeln Wasserstoff direkt in Strom um. Sie tanken in 3-5 Minuten und erreichen Reichweiten von über 600 km. Ideal für Langstrecken und schwere Nutzfahrzeuge.
Wasserstoff-Züge ersetzen Dieseltriebwagen auf nicht-elektrifizierten Strecken. Sie sind leiser, sauberer und erreichen ähnliche Geschwindigkeiten wie konventionelle Züge.
In der Schifffahrt ermöglichen Wasserstoff-Antriebe und E-Fuels die Dekarbonisierung der internationalen Frachter. Wasserstoff-Fähren verkehren bereits erfolgreich in mehreren europäischen Häfen.
Die Luftfahrt setzt auf Wasserstoff für Kurzstreckenflüge und E-Fuels für Langstrecken. Airbus plant das erste wasserstoffbetriebene Passagierflugzeug bis 2035.
Power-to-X: Wasserstoff als Rohstoff
Power-to-Ammonia produziert grünes Ammoniak als Düngemittel und für den internationalen Wasserstoff-Transport. Ammoniak lässt sich bei -33°C verflüssigen und in konventionellen Tankern transportieren.
Power-to-Liquid-Anlagen kombinieren Wasserstoff mit CO2 zu synthetischen Kraftstoffen. Diese E-Fuels sind drop-in-fähig und können in bestehenden Motoren verwendet werden.
Power-to-Gas wandelt Wasserstoff zu synthetischem Methan um, das ins bestehende Erdgasnetz eingespeist werden kann. So wird die Gasinfrastruktur für die Energiewende nutzbar.
Speicherung und Transport
Wasserstoff kann komprimiert bei 700 bar in Hochdrucktanks gespeichert werden. Für größere Mengen bietet sich die Verflüssigung bei -253°C an, was jedoch energieintensiv ist.
Salzkavernen können riesige Mengen gasförmigen Wasserstoffs speichern. Deutschland plant unterirdische Wasserstoff-Speicher mit Kapazitäten von mehreren TWh.
LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carrier) bindet Wasserstoff an organische Trägerflüssigkeiten. Diese lassen sich wie Öl transportieren und bei Bedarf wieder in Wasserstoff umwandeln.
Wasserstoff-Infrastruktur
Das deutsche Wasserstoff-Kernnetz wird bis 2032 fast 10.000 km Pipelines umfassen. Bestehende Erdgasleitungen werden umgerüstet und durch neue Wasserstoff-Pipelines ergänzt.
Wasserstoff-Tankstellen entstehen entlang der Hauptverkehrsrouten. Bis 2030 sind 1.000 öffentliche Tankstellen geplant, um flächendeckende Mobilität zu ermöglichen.
Import-Terminals an der Küste bereiten den internationalen Wasserstoff-Handel vor. Deutschland wird voraussichtlich 50-70% seines Wasserstoff-Bedarfs importieren müssen.
Internationale Partnerschaften
Deutschland kooperiert mit wasserstoffreichen Ländern wie Chile, Australien und Marokko. Diese haben ideale Bedingungen für günstige Solar- und Windenergie und damit kostengünstigen grünen Wasserstoff.
Die EU-Wasserstoffstrategie sieht bis 2030 die Installation von 80 GW Elektrolyse-Kapazität vor – 40 GW in Europa und 40 GW in Partnerländern für den Export.
Kostenentwicklung und Wirtschaftlichkeit
Die Kosten für grünen Wasserstoff sind in den letzten Jahren drastisch gesunken. Bis 2030 werden Produktionskosten von unter 2 Euro pro kg erwartet – wettbewerbsfähig mit fossilem Wasserstoff.
Skaleneffekte und technologische Fortschritte treiben die Kostenreduktion voran. Großserienproduktion von Elektrolyseuren reduziert die Investitionskosten um 50-80%.
CO2-Bepreisung und regulatorische Anreize verbessern die Wettbewerbsposition von grünem Wasserstoff gegenüber fossilen Alternativen kontinuierlich.
Herausforderungen meistern
Die Effizienz der gesamten Wasserstoff-Kette liegt derzeit bei 25-35%. Jeder Umwandlungsschritt kostet Energie. Direkter Stromverbrauch ist daher oft effizienter.
Wasserstoff ist das kleinste Molekül und kann durch kleinste Undichtigkeiten entweichen. Spezielle Dichtungstechnologien und Materialien sind erforderlich.
Der Aufbau der Wasserstoff-Infrastruktur erfordert massive Investitionen. Koordinierte Planung von Erzeugung, Transport und Verbrauch ist entscheidend.
Effumholan: Ihr Wasserstoff-Partner
Effumholan plant und realisiert Wasserstoff-Projekte entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Von der Elektrolyse-Anlage über Speicherung und Transport bis zur Anwendung beim Kunden.
Unser interdisziplinäres Team aus Elektroingenieuren, Verfahrenstechnikern und Wasserstoff-Experten entwickelt maßgeschneiderte Lösungen für Ihre Anforderungen.
Wir beraten bei Fördermitteln, Genehmigungsverfahren und der optimalen Integration von Wasserstoff-Technologien in bestehende Prozesse.
Die Wasserstoff-Wirtschaft kommt
Grüner Wasserstoff wird in den kommenden Jahren vom Nischenpionier zum industriellen Standard. Die Technologie ist verfügbar, die Kosten sinken, und der politische Rahmen stimmt.
Unternehmen, die jetzt in Wasserstoff-Technologien investieren, sichern sich Wettbewerbsvorteile in einer dekarbonisierten Wirtschaft. Die Wasserstoff-Revolution hat bereits begonnen.