Was ist grüner Wasserstoff und wie können wir ihn nutzen, um einen gesünderen Planeten zu schaffen?
Fast jeder hat irgendwann schon einmal von Wasserstoff gehört. Schließlich handelt es sich um das erste Element im Periodensystem. Heute wird Wasserstoff häufig im Zusammenhang mit Technologien genannt, die sich schnell weiterentwickeln, um den dringenden Bedarf an sauberer, nachhaltiger Energie zu decken. Es gibt kein Patentrezept gegen den Klimawandel. Aber Wasserstoff kann sicherlich ein wichtiger Teil der Lösung sein, wenn es darum geht, die Treibhausgasemissionen zu reduzieren und unseren CO2-Fußabdruck zu verkleinern. In diesem Zusammenhang hört man am häufigsten den Begriff „grüner Wasserstoff“. Aberwas genau ist das eigentlich?
Lassen Sie uns einen Schritt zurückgehen und herausfinden, wie Wasserstoff verwendet wird und warum er ein wichtiger Bestandteil bei der Schaffung eines gesünderen Planeten ist.
Grundlegende Informationen zu Wasserstoff – von grau bis grün
Wasserstoff ist einer der Bausteine, der die Grundlagen für die Welt bildet, in der wir leben. Er verbindet sich leicht mit anderen Elementen und Molekülen (z. B. zu Wasser), und mit diesen Kombinationen lassen sich unzählige Dinge herstellen – auch Energie. Die Verwendung von Wasserstoff zur Energiespeicherung ist eine attraktive Lösung, weil Wasserstoff eine Alternative zu Kohle und Öl darstellt. Wenn Wasserstoff zur Energieerzeugung genutzt wird, sind Wasser und Wärme die einzigen Nebenprodukte.
Darüber hinaus kann Wasserstoff als Reaktionsmittel eingesetzt werden, um zum Beispiel bei der Raffination von Erdölprodukten schwere Moleküle aufzuspalten und Verunreinigungen zu entfernen. Heute wird Wasserstoff tatsächlich in diesem Anwendungsbereich am häufigsten eingesetzt wird. Doch die anderen Märkte für seine Nutzung, wie z. B. der Verkehrssektor (wo Wasserstoff in Brennstoffzellen verwendet wird), wachsen schnell. Das verdeutlicht zum einen die Vielseitigkeit von Wasserstoff, zeigt aber gleichzeitig auch, dass auch weiterhin Forschung und Entwicklung notwendig sind.
„Die Dekarbonisierung der bestehenden Wasserstoffproduktion durch den Ersatz von grauem (d. h. fossilem) Wasserstoff durch erneuerbaren Wasserstoff – der für viele Branchen von der Stahlproduktion bis zum Verkehr unverzichtbar ist – stellt eine wesentliche Maßnahme zur Senkung der Industrieemissionen dar“, erklärt Outi Ervasti, Vice President, Renewable Hydrogen bei Neste. „Bei vielen der heute bekannten Wasserstoffanwendungen ist eine Dekarbonisierung sehr schwierig und auch die Elektrifizierung stellt keine direkte Lösung dar. Stattdessen müssen Elektrifizierung und die Nutzung von grünem Wasserstoff Hand in Hand gehen.
Grün, grau und blau
Derzeit werden etwa 95 % des gesamten Wasserstoffs aus fossilen Brennstoffen hergestellt. Wasserstoff aus Erdgas (in der Regel hergestellt durch die Dampfreformierung von Methan) wird als grauer Wasserstoff bezeichnet und hat zwei wesentliche Nachteile:
1. Erdgas ist ein nicht-erneuerbarer Rohstoff.
2. Die Produktion von grauem Wasserstoff verursacht erhebliche Kohlendioxid (CO2)-Emissionen.
Eine Möglichkeit, die Produktion von grauem Wasserstoff nachhaltiger zu gestalten, ist der Einsatz von Technologien zur Kohlenstoffabscheidung. Sie sollen verhindern, dass die entstehenden CO2-Emissionen in die Atmosphäre gelangen und so zum Klimawandel beitragen. Wenn die Kohlenstoffabscheidung mit der Herstellung von Wasserstoff aus Erdgas kombiniert wird, spricht man von blauem Wasserstoff.
Durch ein Verfahren namens Elektrolyse, bei dem erneuerbarer Strom zur Aufspaltung von Wassermolekülen in Wasserstoff und Sauerstoff verwendet wird, ist es jedoch möglich, Wasserstoff ohne Erdgas und ohne die Entstehung von CO2-Emissionen zu erzeugen. Da für diesen Prozess nur Wasser und erneuerbarer Strom benötigt werden, sprechen wir von erneuerbarem Wasserstoff oder grünem Wasserstoff.
Grüner Wasserstoff ist ein erneuerbarer, skalierbarer und vielseitiger Rohstoff für Prozesse wie die Herstellung von Stahl, Zement, Düngemitteln, Kraftstoffen und anderen chemischen Erzeugnissen. Vor allem im Verkehrswesen hat grüner Wasserstoff das Potenzial, die Treibhausgasemissionen in den nächsten zehn Jahren erheblich zu reduzieren.
Erwähnt werden muss aber auch, dass die Herstellung von Wasserstoff energieintensiv ist und dass die Verfügbarkeit von Strom aus erneuerbaren Energien bei Investitionen in die grüne Wasserstoffproduktion im Vordergrund stehen sollte.
Kurz zusammengefasst:
Grüner Wasserstoff = emissionsarm und erneuerbar
Blauer Wasserstoff = emissionsarm und auf fossiler Basis
Grauer Wasserstoff = emissionsintensiv und auf fossiler Basis
Legislative Unterstützung – wie wichtig ist sie?
Ein starkes Bewusstsein für den Klimawandel ist eine wichtige Triebkraft für die Wasserstoffwirtschaft. Die aktuelle Wasserstoffstrategie der EU fordert eine verstärkte Entwicklung der Wasserstoffinfrastruktur und -märkte und zielt darauf ab, Wasserstoff zu einem zentralen Bestandteil des Energiesystems zu machen. Als Ziele wurde die Erzeugung von mindestens einer Million Tonnen (6 GW) grüner Wasserstoff bis 2024 und von mindestens 10 Millionen Tonnen (40 GW) bis 2030 festgelegt. Diese bedeutenden Ziele für die grüne Wasserstoffproduktion und die verbesserten Finanzierungsmöglichkeiten haben die Entwicklung vieler Projekte zu Wasserstoff beschleunigt. Die Gesetzgeber spielen jedoch weiterhin eine entscheidende Rolle.
„Sowohl das Angebot als auch die Nachfrage nach grünem Wasserstoff müssen derzeit klar geregelt werden, um einen soliden Rahmen für Investitionsentscheidungen zu schaffen“, betont Ervasti.
„Das Angebot kann durch Investitionsanreize gefördert werden, während die Nachfrage durch Vorschriften für die Verwendung erneuerbarer Kraftstoffe und dadurch unterstützt werden kann, dass die Kosten der Kohlenstoffemissionen in den Preisen für fossile Kraftstoffe berücksichtigt werden.“
Darüber hinaus ist es wichtig, dass Stromnetze, Pipelines und Speicher sowie andere Infrastrukturelemente entwickelt und gewartet werden, um den Bedürfnissen der Industrie gerecht zu werden. Auch die Genehmigungsverfahren müssen schneller und transparenter ablaufen. Letztendlich ist eine enge Zusammenarbeit zwischen Politik und Industrie notwendig, um eine positive Geschäftsgrundlage für grünen Wasserstoff zu schaffen und sicherzustellen, dass er in großem Maßstab eingesetzt werden kann.
Neste setzt auf grünen Wasserstoff und nimmt eine Vorreiterrolle ein
In Finnland ist Neste bereits der größte Produzent und Nutzer von Wasserstoff. Das Unternehmen arbeitet außerdem an Projekten für grünen Wasserstoff, um den CO2-Fußabdruck seiner Raffinerien zu verringern und seinen Kunden hochwertige Kraftstoffe mit noch geringeren Emissionen als bisher anzubieten.
Im Einklang mit dem Ziel des Unternehmens, bis 2035 eine klimaneutrale Produktion zu erreichen, arbeitet Neste an einem 120-MW-Elektrolyseur zur Herstellung von grünem Wasserstoff in seiner Raffinerie in Porvoo, Finnland. Das Unternehmen hat bei diesem Projekt jetzt mit dem Basic Engineering begonnen. Da mit einer positiven Investitionsentscheidung voraussichtlich 2024 zu rechnen ist, könnte die Produktion von grünem Wasserstoff bereits 2026 beginnen.
In Rotterdam errichtet Neste eine Demonstrationsanlage zur Produktion von grünem Wasserstoff - den weltweit ersten Multi-Megawatt-Elektrolyseur, der auf der innovativen SOEC-Technologie (Solid Oxide Electrolysis Cell) basiert und in die industrielle Produktion integriert ist.
Kurzfristig plant Neste die Verwendung von grünem Wasserstoff, um seine Raffinerieprozesse nachhaltiger zu gestalten. Längerfristig plant das Unternehmen jedoch, Wasserstoff als Rohstoff für E-Fuels zu nutzen und damit die Klima- und Nachhaltigkeitsziele des Unternehmens weiter zu unterstützen.
Da viele weitere Unternehmen weltweit ähnliche Anstrengungen unternehmen, entstehen wichtige Partnerschaften und Kooperationen, die die erfolgreiche Entwicklung und den Einsatz von grünem Wasserstoff in großem Maßstab erleichtern.
Der Übergang zu einer grünen Wasserstoffwirtschaft hat gerade erst begonnen und auf dem Weg zur breiten Einführung von erneuerbarem Wasserstoff braucht es innovative Unternehmen, die eine Vorreiterrolle übernehmen. Der Fokus auf erneuerbarem Wasserstoff ist ein wesentlicher Bestandteil der Strategie von Neste und Bestandteil des Ziels, bis 2035 eine klimaneutrale Produktion zu erreichen.
„Das Potenzial von grünem Wasserstoff ist enorm. Doch die damit verbundenen Herausforderungen sind ebenfalls groß “, sagt Ervasti. Bei Neste ist Innovation Teil unserer DNA und daher ist dies genau die Art von Arbeit, die uns am Herzen liegt
Indem das Unternehmen jetzt handelt, weiter investiert und die Entwicklungsarbeit fortsetzt, will es einen wichtigen Beitrag leisten zu dieser sich abzeichnenden und vielversprechenden Lösung zur Reduzierung der Emissionen - sowohl der eigenen als auch die seiner Kunden - und gleichzeitig neue Lösungen einbringen und einen gesünderen Planeten für alle schaffen.
