Technik | Energie, 12.02.2024

Flüssiger Wasserstoff – der Motor unserer Zukunft

Möglichkeiten, Risiken und Chancen für die künftige Anwendung

Um den Klimawandel aufzuhalten ist es wichtig, künftig neue und alternative Energien zu etablieren. Eine davon wird Wasserstoff sein. Es handelt sich um eine grüne Alternative, die deutlich weniger CO2 produziert, bei gleichwertiger oder sogar besserer Leistung. Welche Risiken es gibt und in welchen Bereichen Wasserstoff künftig zur Anwendung kommt, wird nachfolgend genauer beleuchtet.

Blauer, grauer und grüner Wasserstoff – die Herstellung

Wie flüssiger Wasserstoff hergestellt wird, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Man setzt auf eine Farbcodierung und unterteilt in grünen, grauen und blauen Wasserstoff. Am wenigsten umweltfreundlich ist grauer Wasserstoff, da er durch die Dampfreformierung von Erdgas hergestellt wird. Als Nebenprodukt fällt CO2 an, das wiederum zu vermeiden ist. Blauer Wasserstoff wird auf die gleiche Methode hergestellt. Der Unterschied ist, dass das entstehende CO2 mit der sogenannten Carbon Capture and Storage-Technologie abgefangen wird, was ihn wiederum zu einer sauberen Lösung werden lässt.

Die wohl umweltfreundlichste Option ist grüner Wasserstoff. Er wird durch Wasserelektrolyse hergestellt und greift dabei auf Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Solar- und Windenergie zurück. Da der komplette Prozess CO2-neutral ist, gilt die Methode als besonders umweltfreundlich.

Anwendungsbereiche von flüssigem Wasserstoff

Flüssiger Wasserstoff kommt in vielen Bereichen zur Anwendung, die von der Energieversorgung über den Transport bis hin zur Industrie reichen. Seit Jahrzehnten setzt die Raumfahrt bereits auf die Anwendung, da Wasserstoff eine enorme Energiedichte und Effizienz mitbringt. Im Verkehrssektor gilt der nachhaltige Treibstoff als eine Alternative zu den bisher genutzten, fossilen Brennstoffen. Wasserstoff-Brennstoffzellen sind in der Lage Züge, Busse und Autos anzutreiben.

Im industriellen Bereich kommt der flüssige Wasserstoff als Rohstoff (Chemie) zum Einsatz oder kann bei der Raffinerie von Metallen helfen. Durch die breiten Anwendungsmöglichkeiten, wird Wasserstoff quasi von jeder Branche mit Interesse beäugt. In der Luftfahrt wird derzeit an Motoren geforscht, die ausschließlich mit dieser erneuerbaren Quelle betrieben werden. Es wird damit gerechnet, dass um 2030 herum erste Pilotmodelle auf den Markt kommen. Bis sie in Betrieb genommen werden, wird aber noch mehr Zeit vergeben. Ergebnisse und echter Flugeinsatz sind im Jahr 2040 zu erwarten.

Vorteile des Wasserstoffs aus ökologischen Gesichtspunkten

Aus ökologischer Sicht bietet Wasserstoff eine ganze Reihe an Vorteilen. Es ist die sauberste Form der Energie, sofern „grün" produziert wird. Das wiederum reduziert die Entstehung von Treibhausgasemissionen. Als Speichermedium für überschüssige erneuerbare Energie ist Wasserstoff außerdem in der Lage, die Effizienz von Solar- und Wind-Energie-Anlagen zu verbessern und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern. Besonderes Augenmerk liegt derzeit auf dem Verkehr. Schon ab 2025 ist mit ersten Ergebnissen im Güterverkehr zu rechnen, theoretisch könnten dann bereits Schienenfahrzeuge mit Wasserstoff betrieben werden.

Gefahren und Risiken, die durch Wasserstoff entstehen können

Ob gas- oder flüssigförmig – es gibt immer ein Restrisiko bei der Verwendung von Wasserstoff. Reagiert die Substanz mit Sauerstoff, kann es zu Explosionen kommen. Hinzu kommt, dass Wasserstoff sehr leicht entflammbar ist, Lecks aufgrund der Geruchlosigkeit aber nur schwer zu ermitteln sind. Zu bedenken ist an dieser Stelle, dass sämtliche Treib- und Energiestoffe nicht ungefährlich sind. Auch Erdgas oder Benzin können verbrennen, explodieren und somit zur Gefahr werden, von Atomreaktoren ist gar nicht erst zu reden. Um die Verwendung sicher zu gestalten ist es wichtig, die Infrastrukturen auf hohem Niveau zu entwerfen.