Energie durch Wasserstoff

In der Diskussion um das Potential erneuerbarer und alternativer Energien spielt Wasserstoff als Energielieferant und Energiespeicher eine wichtige Rolle.

Das liegt an der Wasserstoff zugeschriebenen, spezifischen Eigenschaft, beim Verbrauch keinen Kohlendioxid, aber auch keine anderen Schadstoffe zu emittieren - vergleichbar mit der Solar- und Windenergiegewinnung.

Allerdings muss man bei der Beurteilung der Umweltverträglichkeit und Nachhaltigkeit von Wasserstoff-Energiegewinnung differenzieren. Denn während der Wasserstoff tatsächlich ein derart hohes Verhältnis von Energie per Gewichtseinheit aufweisen kann, dass er fast jedem anderen Brennstoff überlegen ist, muss er selbst doch erstmal produziert werden. Dieser Prozess der Wasserstoffproduktion ist in sich selbst sehr energieaufwendig. Das bedeutet, dass Wasserstoff an und für sich keine primäre Energiequelle - wie Sonne oder Wind es sind, sondern vielmehr ein Energiespeichermedium ist. Als solches bietet der Wasserstoff der Energiewirtschaft großes Potential, ist aber kein unproblematischer Speicherstoff, der zudem noch schwierig zu transportieren ist.

Andererseits hat die Energiewirtschaft bereits Erfahrung mit Wasserstoff, den man findet in den Molekularstrukturen aller herkömmlichen, brennbaren Energieträger wie Erdgas und Erdöl ebenfalls Wasserstoffatome, die unabdingbar für den Verbrennungsprozess und die Energieleistung dieser Stoffe sind. Reiner Wasserstoff jedoch birgt nochmals andere Möglichkeiten wie auch Risiken. Ein wichtiges Beispiel ist die Nutzung von Wasserstoff als Energiequelle, sprich Kraftstoff, für den Fahrzeugantrieb. Hier steht die Automobilindustrie vor dem Problem der Speicherung in transportablen, sicheren Tanks, die sich auch noch ökonomisch verantworten lassen. Bei beiden Antriebsarten, die mit Wasserstoff arbeiten - der Brennstoffzelle und dem Verbrennungsmotor - ergibt sich ein Verhältnis zum zu befeuernden Fahrzeug überdurchschnittlich großer und schwerer Tank. Sein Mittransport muss genauso wie der Energieaufwand für die Kühlung ebenfalls in die Energiebilanz einberechnet werden.

Grundsätzlich lässt sich für die Speicherung von Energie durch Wasserstoff zwischen drei Speichermethoden unterscheiden. Der Wasserstoff kann gasförmig in Druckbehältern gelagert werden. Alternativ wird der Wasserstoff verflüssigt und vakuumisoliert gespeichert. Oder man lagert ihn durch die Einbindung in Zweitstoffe wie Metallhydriden oder Kohlenstoff. Bei der Entscheidung für eine dieser Möglichkeiten ist zunächst der Aufwand der Rückgewinnung zu berücksichtigen. Gasförmiger und flüssiger Wasserstoff kann relativ einfach wiedergewonnen werden, während die sicherste Methode die Festspeicherung ist.