Wasserstoff – Eine Jahrhundertchance?
Teil 1
Der größte Teil unseres Planeten ist mit Wasser bedeckt, genauer gesagt, es sind ca. 71 Prozent. Die chemische Formel für Wasser H2O ist wohl eine der bekanntesten Formeln, die wir aus dem schulischen Chemieunterricht noch kennen. Wasser besteht aus Molekülen, gebildet aus je zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Und wir wissen auch, dass ohne Wasser das Leben auf der Erde nicht funktionieren würde.
Uns interessiert jetzt mehr denn je, im Zusammenhang mit der künftigen Energiegewinnung, der Wasserstoff als Gas. Die Bundesregierung hat jetzt hoffentlich erkannt, dass sie mit der Energiegewinnung allein aus Windkraft, Sonne oder Biomasse die Energiewende nicht stemmen wird. Wind weht nicht immer, Sonne scheint nicht immer und ob immer genügend Biomasse angesichts des Hungers auf der Welt übrig ist, um Energie daraus zu erzeugen, ist auch sehr stark zu bezweifeln.
Das Element Wasserstoff
Es steht mit der Ordnungszahl 1 und dem Kürzel „H“ für die lateinische Übersetzung Hydrogenium = Wassererzeuger im Periodensystem der Elemente.
Die bekannteste Verbindung, in der Wasserstoff zu finden ist, ist das Wasser. Neben diesem sind auch Erdgase wie z.B. Methan sowie Erdöl wichtige wasserstoffhaltige Verbindungen auf der Erde. Auch in mehr als der Hälfte aller bisher bekannten Minerale ist Wasserstoff enthalten, aber das Wasser ist der Hauptträger des Gases.
Das wichtigste großtechnische Verfahren zur industriellen Gewinnung von molekularem Wasserstoff ist die Dampfreformierung. Dabei werden unter hoher Temperatur und hohem Druck Kohlenwasserstoffe mit Wasser umgesetzt. Es entsteht Synthesegas, ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Das Mengenverhältnis der Reaktionsprodukte kann anschließend durch die sogenannte Wassergas-Shift-Reaktion eingestellt werden.
Aktuell gewinnt im Rahmen der Debatte um Power-to-Gas die Elektrolyse von Wasser immer mehr an Bedeutung. Bei der Wasserelektrolyse wird Wasser durch Zuführung von elektrischer Energie in die Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt.
Die technischen Probleme bei der Speicherung von Wasserstoff gelten heute als gelöst. Verfahren wie Druck- und Flüssigwasserstoffspeicherung und die Speicherung in Metallhybriden werden kommerziell genutzt. Daneben existieren weitere aussichtsreiche Verfahren, die sich noch im Stadium der Entwicklung oder in der Grundlagenforschung befinden.
Die verschiedenen Speichermethoden werden nach ihren Eigenschaften und den spezifischen Anforderungen der Fahrzeuge (z.B. PKW, Bus, Bahn, Schiff, Flugzeug) eingesetzt.
Neue Hochdruck-Tanks für FCHV (so wird ein Wasserstoffantrieb bezeichnet) aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff für bis zu 800 bar fassen in 125 Liter Volumen bei 700 bar Nenndruck gerade 5 kg Wasserstoff (Brennwert entsprechend 22 Liter Benzin) und wiegen ungefähr 125 kg, um allen Sicherheitsanforderungen der Fahrzeughersteller zu entsprechen und Abnahmen durch den TÜV zu bestehen.
Wir sind keine Techniker, aber allein an diesen Angaben sehen wir schon, dass die Wasserstofftechnologie als Energie der Zukunft noch viele Hürden überwinden muss.
Der Kostenfaktor
Als Verbraucher interessieren uns die Kosten des Wasserstoffs. Die Kosten beim Tanken von Wasserstoff liegen im Bereich der Benzinkosten. Ein Kilogramm kostet an der Tankstelle ca. 9,50 Euro und bringt die meisten Fahrzeuge rund 100 Kilometer weit. Der Tank der meisten Wasserstoffautos fasst etwa vier bis fünf Kilogramm.
In Deutschland werden derzeit rund 20 Milliarden m³ Wasserstoff gewonnen, weltweit sind es ca. 500 Milliarden m³ bzw. ca. 50 Millionen Tonnen. Das entspricht etwa zwei Prozent des Weltprimärenergiebedarfs.
Um Deutschland in die angestrebte führende Position zu hieven, hat die Bundesregierung Fördermittel in Milliardenhöhe beschlossen. Damit soll die Energiewende hin zum Grünen Strom gelingen.
Bisher erfolgt die Herstellung des Wasserstoffs mit rund 48 Prozent überwiegend aus der Reformierung von Erdgas, da sie mit Herstellungskosten von einem Euro je Kilogramm konkurrenzlos günstig ist. Es folgt die Herstellung aus flüssigen Kohlenwasserstoffen mit 30 Prozent und aus Kohle mit 18 Prozent. Auf die Wasserelektrolyse entfallen nur rund vier Prozent, was sich durch die höheren Kosten erklärt. Wasserstoff aus erneuerbaren Energien hat beispielsweise derzeit eine Preisspanne von sechs bis zehn Euro je Kilogramm. Und genau hier möchte die Bundesregierung ansetzen, um den Anteil aus erneuerbaren Energien zu erhöhen. Dazu hat das Kabinett am 10. Juni 2020 die Nationale Wasserstoffstrategie beschlossen.
Das Konzept sieht zusätzliche Mittel von neun Milliarden Euro vor. Bis spätestens 2040 sollen Elektrolyse-Kapazitäten von zehn Gigawatt aufgebaut werden, was der Leistung von zehn Atommeilern entspricht. Gefördert werden soll die Produktion durch Abgabe-Befreiungen für Strom aus Wind oder Sonne, mit dem Wasserstoff aus Wasser erzeugt werden soll. Zwei Milliarden Euro werden für Konzepte mit internationalen Partnern besonders in Europa bereitgestellt.
Bei solchen Summen werden Kleinanleger hellhörig und auch wir wollen mit unserem Clubfonds an den Wachstumschancen der Wasserstofftechnologie teilhaben. Welche Aktien es dazu gibt, werden wir im zweiten Teil im nächsten Newsletter in der kommenden Woche herausarbeiten.
