Wo kann Wasserstoff eingesetzt werden?
Wasserstoff wird bisher vor allem in chemischen Prozessen verwendet und auch für die Herstellung von Ammoniak benötigt. Ammoniak besteht aus Stickstoff und Wasserstoff und wird in großen Mengen in der Düngemittelproduktion verwendet. Des Weiteren wird Wasserstoff bei der Aufbereitung von Treibstoffen und zur Entschwefelung eingesetzt und er findet ebenfalls in der Produktion von Methanol Verwendung. Das wiederum ist der Ausgangsstoff für andere Chemikalien. Wasserstoff hat noch viele weitere Einsatzbereiche und es kommen stetig neue hinzu. [1,2,3]
Eine wichtige Verwendungsmöglichkeit bildet der Verkehrssektor. Wasserstoff bietet die Möglichkeit den Verkehr nahezu schadstofffrei und geräuschlos werden zu lassen, denn genau wie Erdöl kann er als Treibstoff eingesetzt werden. Der Wasserstoff wird dabei in Motoren verbrannt oder kommt in Brennstoffzellen zum Einsatz. Dabei ändert sich der Prozess der Fahrzeugbetankung nur unmerklich: Die Betankungszeit bleibt, jedoch wird komprimierter Wasserstoff in das Fahrzeug gepumpt. So können die Städte sauberer und stressfreier werden, weil die Feinstaub- und Stickoxidbelastung sowie die Geräuschentwicklung minimiert werden. Ebenso besteht die Möglichkeit Züge, Schiffe und auch Flugzeuge mit Wasserstoff zu betreiben. [4,5]
Zudem kann Wasserstoff gut gespeichert werden und ist damit jederzeit abrufbar. Diese Aufbewahrung kann auf mehrere Arten geschehen, bspw. in Druck- und Hochdruckbehältern im gasförmigen Zustand, wobei es hier unterschiedliche Behältertypen gibt, die aus verschiedenen Materialien hergestellt werden. [6]
Des Weiteren lässt sich der Wasserstoff ebenfalls in flüssiger Form speichern. Dafür muss er jedoch auf -252 °C abgekühlt werden was eine wärmeisolierte Speicherung nötig macht. [7,8]
Außerdem kann Wasserstoff in andere chemische Verbindungen, wie Ammoniak oder LOHC („Liquid organic hydrogen carrier“) umgewandelt und verwahrt werden. [9,10]
Durch die Speicherung von Wasserstoff können so Überkapazitäten im Stromnetz ausgeglichen werden, denn dann kann Wasserstoff hergestellt und die Energie später genutzt werden, wenn weder Wind weht noch Sonne scheint. Da beim Einsatz von Wasserstoff lediglich Wasserdampf gebildet wird und keine CO2-Emissionen, sind die neuen Wasserstofftechnologien zugleich eine Antwort auf die großen Fragen des Klimawandels und der Erderwärmung.
» Was ist Wasserstoff?
» Erforschung von Wasserstoff
[1] Umweltbundesamt, „Klimaschutz und regenerativ erzeugte Energieträger: Infrastruktur und Systemanpassung zur Versorgung mit regenerativen chemischen Energieträgern aus in- und ausländischen regenerativen Energien.“, 2016. [Online]. Verfügbar unter: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/378/publikationen/climate_change_08_2016_klimaschutz_und_regenerativ_erzeugte_chemische_energietrae.pdf (Zugegriffen: 28.06.2023).
[2] Sven Kreidekmeyer, Hans Dambeck, Dr. Almut Kirchner, Marco Wünsch, „Kosten und Transformationspfade für strombasierte Energieträger.“ [Online]. Verfügbar unter: https://www.bmwk.de/Redaktion/DE/Downloads/Studien/transformationspfade-fuer-strombasierte-energietraeger.pdf?__blob=publicationFile&v=1 (Zugegriffen: 27.06.2023).
[3] ENCON.Europ GmbH, „Potentialatlas für Wasserstoff: Analyse des Marktpotentials für Wasserstoff, der mit.“, [Online]. Verfügbar unter: https://dwv-info.de/wp-content/uploads/2023/04/DWV-Potentialstudie-fuer-gruenen-Wasserstoff-in-Raffinerien-min-1.pdf (Zugegriffen: 27.06.2023).
[4] Martin Wittler, „…da waren´s nur noch zwei.“, [Online]. Verfügbar unter: https://www.spiegel.de/auto/wasserstoff-autos-diese-modelle-gibt-es-in-deutschland-zu-kaufen-a-088cffed-f8c5-4fdc-a773-cfbf5e18749d (Zugegriffen: 27.06.2023).
[5] C. Hebling, M. Ragwitz, T. Fleiter, U. Groos, D. Härle, A. Held, M. Jahn, N. Müller, T. Pfeifer, P. Plötz, O. Ranzmeyer, A. Schaadt, F. Sensfuß, T. Smolinka, M. Wietschel, „Eine Wasserstoff-Roadmap für Deutschland.“ [Online]. Verfügbar unter: https://www.ise.fraunhofer.de/content/dam/ise/de/documents/publications/studies/2019-10_Fraunhofer_Wasserstoff-Roadmap_fuer_Deutschland.pdf (Zugegriffen: 27.06.2023).
[6] Klaus Stolzenburg, „Speicheroptionen für Wasserstoff“, 2019. [Online]. Verfügbar unter: https://www.nports.de/media/Aktuelles-Presse/Pressemeldungen/2019/20191121_Netzwerktreffen/NPorts_Netzwerktreffen_Stolzenburg_Speicheroptionen_Wasserstoff.pdf (Zugegriffen: Januar 2022).
[7] William M. Haynes, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th Edition, 97. Aufl. CRC Press, 2016.
[8] Manfred Klell, Helmut Eichlseder, und Alexander Trattner, Wasserstoff in der Fahrzeugtechnik, 4. Aufl. Springer Vieweg, 2018.
[9] Jochen Fricke, „Ammoniak – ein idealer Wasserstoff-Speicher“, bayern-innovativ.de. [Online]. Verfügbar unter: https://www.bayern-innovativ.de/seite/ammoniak-wasserstoffspeicher (Zugegriffen: Januar 2022).
[10] Purna Chandra Rao, Minyoung Yoon, „Potential Liquid-Organic Hydrogen Carrier (LOHC) Systems: A Review on Recent Progress“, energies, Bd. 2020, Nr. 13, S. 23, 2020, doi: 10.3390/en13226040.