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Oct 25, 2023

6 Gründe, warum Wasserstoff ein Kraftstoff der Zukunft ist

Von Ewan Thomson Wir nutzen Wasserstoff mindestens seit dem 17. Jahrhundert

Von Ewan Thomson

Wir nutzen Wasserstoff mindestens seit dem 17. Jahrhundert, Jahrzehnte bevor irgendjemand wirklich wusste, was es ist – bevor Henry Cavendish ihn erstmals als eigenständiges Element erkannte und ihm 1766 einen Namen gab.

Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, Wasserstoff zur Bereicherung unseres Lebens zu nutzen: Wir nutzen ihn als Wärme, als Licht, zur Düngung von Pflanzen und sogar für die Raumfahrt, um nur einige Anwendungen zu nennen.

Und es entstehen immer noch neue Einsatzmöglichkeiten und Funktionen von Wasserstoff. Hier sind sechs Gründe, warum Wasserstoff wahrscheinlich eine wichtige erneuerbare Energiequelle der Zukunft sein wird.

Bei der Verwendung von Wasserstoff entsteht kein Kohlendioxid (CO2). Bei der Reaktion mit Sauerstoff erzeugt Wasserstoff lediglich Strom, Wasser und Wärme. Und da es keinen Kohlenstoff enthält, entsteht auch kein CO2.

Das bedeutet, dass durch die Umstellung von fossilen Brennstoffen auf Wasserstoff in Motoren, Gasturbinen, Kesseln und Brennstoffzellen die Erzeugung von Strom und Wärme ohne direkte CO2-Emissionen erfolgen kann. Anlagenbesitzer können auf Wasserstofftechnologien wie die Wasserstoffgasturbine von Mitsubishi Power, einer Energielösungsmarke von Mitsubishi Heavy Industries (MHI), umsteigen, indem sie auf Wasserstoff-Mitverbrennung und bald auf eine 100-prozentige Wasserstoffverfeuerung umsteigen.

Wasserstoff verbrennt schnell und bei hoher Temperatur. Wenn es sich mit Sauerstoff verbindet und entzündet, bildet es Wasser und setzt Wärme frei.

Da sich unser Wissen über den sicheren Umgang mit der Entflammbarkeit von Wasserstoff weiterentwickelt hat, hat dies das Potenzial von Wasserstoff als Ressource für unseren langfristigen Energiebedarf erschlossen, da mit Wasserstoff jetzt sauberere und hocheffiziente Kraftstoffe hergestellt werden können.

Wasserstoff ist das am häufigsten vorkommende Element im Universum und kommt überall um uns herum vor, hauptsächlich in Form von Wasser (H2O) und fossilen Brennstoffen, auch Kohlenwasserstoffe genannt. Reiner Wasserstoff kommt in der Natur jedoch selten als Gas vor – typische Konzentrationen liegen bei weniger als einem Volumenteil pro Million. Um reinen Wasserstoff herzustellen, muss er daher entweder aus fossilen Brennstoffen, Biomasse oder Wasser hergestellt werden.

Der Großteil des heute verwendeten Wasserstoffs wird durch einen thermischen Prozess hergestellt. Dabei werden hohe Temperaturen genutzt, um Dampf zu erzeugen, der wiederum mit Kohlenwasserstoffen vermischt wird, um Wasserstoff zu erzeugen. Doch zunehmend wird es mithilfe solarbetriebener, elektrolytischer oder sogar biologischer Verfahren hergestellt.

Die Menge der aus erneuerbaren Energiequellen wie Solar- und Windkraft erzeugten Energie schwankt aufgrund der Wetterbedingungen. Durch die Kombination von Energiespeicherlösungen mit erneuerbaren Energien wird die intermittierende Natur der erneuerbaren Energieerzeugung gemildert, und Wasserstoff ist ein bewährter Anbieter einer effektiven Speicherung.

Die Umwandlung erneuerbarer Energie in Wasserstoff mittels Elektrolyse ermöglicht die Speicherung und spätere Nutzung und stabilisiert gleichzeitig das Energienetz, indem eine Energiequelle „aus der Hand“ bereitgestellt wird. Besser noch: Der Wasserstoff kann über lange Zeiträume ohne nennenswerte Verluste gespeichert werden.

Wasserstoff kann auch als Brennstoff für energieintensive Industrieprozesse wie die Metallverarbeitung und die Glasherstellung eingesetzt werden. Die Schwerindustrie steht vor einer herausfordernden Dekarbonisierungsreise und wird im Jahr 2021 fast 40 % des weltweiten Endenergieverbrauchs ausmachen.

Wasserstoff dürfte ein wichtiges Werkzeug zum Ersatz fossiler Brennstoffe in schwer zu reduzierenden Industrien sein, von denen viele Prozesse nur schwer elektrifiziert werden können. Initiativen sind bereits im Gange – der Stahlhersteller ArcelorMittal entwickelt die Produktion und Nutzung von direkt reduziertem Eisen (DRI) im industriellen Maßstab, das zu 100 % aus Wasserstoff hergestellt wird.

Der Anstieg der Investitionen in Wasserstoff ist ein Beweis für sein Potenzial. Der Einsatz der Elektrolyse erreichte im Jahr 2021 ein Rekordniveau, mit über 200 MW zusätzlicher Kapazität, dreimal mehr als im Jahr 2020.

Die Wasserstoffprojektdatenbank der Internationalen Energieagentur (IEA) zeigt fast 1.500 kohlenstoffarme Projekte. Allein der Markt für „grünen“ Wasserstoff – der im Jahr 2022 einen Wert von 676 Millionen US-Dollar hat – soll bis 2027 ein Volumen von 7,3 Milliarden US-Dollar erreichen. Der Inflation Reduction Act (IRA) in den USA sieht erhebliche Subventionen für die Produktion von grünem Wasserstoff vor, was das Marktwachstum voraussichtlich weiter beschleunigen wird .

Auch Unternehmen wollen Wasserstoff-Hubs entwickeln. Der Bau des weltweit ersten industriellen Hubs für grünen Wasserstoff ist in Zentral-Utah im Gange und wird 2025 in Betrieb gehen. Der Hub Advanced Clean Energy Storage – ein Joint Venture zwischen Mitsubishi Power Americas und Magnum Development – ​​wird grünen Wasserstoff liefern, um den Stromerzeuger Intermountain zu unterstützen IPP Renewed Project der Energieagentur. Der Hub könnte erweitert werden, um genügend grünen Wasserstoff zu lagern, um die Dekarbonisierungsbemühungen im gesamten Westen der USA zu unterstützen.

Die Langlebigkeit und Vielseitigkeit von Wasserstoff ist immens; Es wird seit dem 19. Jahrhundert zur Stromerzeugung genutzt und wird bald auch für Raumfahrterlebnisse genutzt, bei denen Touristenkapseln sanft in die Stratosphäre gehoben werden.

Der Einsatz von Wasserstoff hat sich in vielen Branchen bereits bewährt, sein volles Potenzial zur Unterstützung der Dekarbonisierung ist jedoch noch nicht ausgeschöpft, so die IEA, die Wasserstoff als „eine wichtige Säule der Dekarbonisierung für die Industrie“ bezeichnet.

Aber angesichts seiner vielen praktischen Einsatzmöglichkeiten besteht kaum ein Zweifel daran, dass Wasserstoff weiterhin neue Technologien unterstützen und eine entscheidende Komponente dabei sein wird, die Welt auf Netto-Null-Emissionen zu bringen.

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AKTIE

Ewan Thomson

Ewan ist seit über 15 Jahren als Journalist und Redakteur tätig und berichtet über Rohstoffe in der Energiebranche sowie über Kommunikations-, Landwirtschafts-, Öl- und Textilmärkte.