Wasserstoff als Nebenprodukt – eine wertvolle Ressource

Wasserstoff als Nebenprodukt – in jedem Fall eine wertvolle Ressource

Wasserstoff ist ein echtes Multitalent: Er kann speichern, Wärme erzeugen und treibt Autos an, die Brennstoffzellen haben. Wasserstoff kann allerdings nur ein einfaches Nebenprodukt sein. Selbst in dem Fall ist er immer noch ein wertvoller für die . Die Idee ist einfach: Der von und Wind erzeugte, überschüssige wird als Wasserstoff gespeichert, anschließend transportiert und in unterschiedlichen Anwendungsbereichen genutzt. Wasserstoff als Nebenprodukt kann zu Dünger, zu Methanol oder zum Treibstoff für Brennstoffzellen werden, die dann Fahrzeuge antreiben.

Wasserstoff – immer sauber und flexibel

Der Alleskönner Wasserstoff ist eine saubere Sache. Wasserstoff ist extrem flexibel, denn er kann einfach gespeichert, transportiert und in vielen Bereichen eingesetzt werden. Leider gibt es dabei aber einen Knackpunkt: Wo kommt der Wasserstoff eigentlich her? Tatsächlich steht er auf der Erde in unbegrenzter Menge, aber nur selten in elementarer Form zur Verfügung. Praktisch liegt er nur in gebundener Form vor, wie beispielsweise in Form von Wasser oder Kohlenwasserstoffen und muss unter dem Einsatz von wertvoller Energie zuerst hergestellt werden.

Weltweit werden jedes Jahr mehr als 50 Millionen Tonnen Wasserstoff erzeugt und auch verbraucht. 40 Prozent braucht die Industrie, bei der Wasserstoff als Nebenprodukt anfällt. 60 Prozent werden hingegen nur erzeugt, um Wasserstoff im großen Rahmen herzustellen. Zu 95 Prozent werden dazu fossile Kohlenwasserstoffe gebraucht. Fünf Prozent sind schließlich Wasser, was durch die Elektrolyse entsteht.

Wasserstoff als Nebenprodukt

Wasserstoff als Nebenprodukt ist begehrt und entsteht beispielsweise bei der Herstellung von Chlor durch die Chlor-Alkali-Elektrolyse. Wasserstoff als Nebenprodukt fällt ebenfalls bei Prozessen in der Rohölraffinerie während der Benzinreformierung an, auch die Herstellung von Ethanol oder Methanol hat Wasserstoff als Nebenprodukt. Dieser Wasserstoff, der in naher Zukunft vielleicht die fossilen Brennstoffe, wie Kohle, Gas und Öl ablösen soll, geht zum größten Teil ungenutzt verloren. Wasserstoff als Nebenprodukt kann aber auch sinnvoll genutzt werden, wie es im Industriepark Frankfurt-Höchst der Fall ist. Der Wasserstoff, der dort als Nebenprodukt in großen Mengen anfällt, stammt aus der Produktion von Chlor, im Schnitt sind es sogar 50 Millionen Kubikmeter. Mit diesem Wasserstoff werden an eigens dafür errichteten Tankstellen, Autos, Busse und Züge befüllt.

Dieses Vorgehen zeigt, wie wertvoll Wasserstoff sein kann, selbst wenn er nur als Nebenprodukt anfällt.

Viele verschiedene Verfahren

Es gibt eine Vielzahl von unterschiedlichen Verfahren, um Wasserstoff herzustellen. Bekannt ist die sogenannte Reformierung, ein besonders häufig genutztes Verfahren. Dann gibt es noch die Vergasung, ein thermochemisches Verfahren, was jedoch eine sehr aufwendige Reinigung erfordert. Die chemische sowie die thermische Spaltung, das sogenannte „Cracken“, passiert bei sehr hohen Temperaturen, allerdings ist die Ausbeute an Wasserstoff dabei äußerst gering. Bei biologischen und fotochemischen Prozessen wird ebenfalls Wasserstoff erzeugt, und zwar als Nebenprodukt sowie als Zwischenprodukt. Das biologische Verfahren, um Wasserstoff herzustellen, ist aktuell aber noch im Labor- und Konzeptstadium.

Wird diese Form der Produktion im großen Stil machbar, dann ergibt sich eine vergleichsweise günstige Alternative, um Wasserstoff in großer Menge herzustellen. Da die Herstellung nach dem Prinzip der künstlichen Fotosynthese geschieht, wird Wasserstoff direkt mit Sonnenlicht erzeugt.

Grün ist besser als grau

Die Wasserstoffelektrolyse wird in Zukunft das konventionelle Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff sein. Mit erneuerbarem Strom bietet dieses Verfahren das größte Potenzial, was sich sehr gut für eine Koppelung von Wind- und Solarenergie eignet. Leider ist diese grüne Form der von Wasserstoff kostenintensiv, daher wird vielfach der grauen Form der Erzeugung der Vorrang gegeben. Grau produzierter Wasserstoff entsteht aus Erdgas und Erdöl, zwei fossilen Brennstoffen. Der anhaltend niedrige Ölpreis sorgt dafür, dass immer noch mehr grauer als grüner Wasserstoff produziert wird. Wissenschaftler gehen davon aus, dass in den kommenden Jahrzehnten bei der Produktion von Wasserstoff mit einem völlig anderen Szenario zu rechnen ist. Wie dieses Szenario aussieht, ist allerdings noch unklar. Fest steht heute aber schon, dass das Nebenprodukt Wasserstoff eine wichtige Rolle spielen wird. Wasserstoff ist zu wertvoll, um auf das Nebenprodukt verzichten zu können.

Fazit

Damit Wasserstoff als Hauptprodukt oder Nebenprodukt marktfähig wird, muss noch viel geschehen. Neben dem eigentlichen Produkt braucht ist vor allem eine breit ausgelegte Infrastruktur erforderlich, damit sich mehr Menschen beispielsweise für ein Auto mit Wasserstoffantrieb entscheiden. Zudem braucht es noch weitere alternative Technologien und neue Wege, um den Wasserstoff als Nebenprodukt effektiv nutzen zu können. Neue nachhaltige Prozesse könnten dafür sorgen, dass Wasserstoff deutlich günstiger produziert werden kann. Zu diesen Verfahren gehören etwa das sogenannte Chemical Looping, die trockene Reformierung oder die Zerlegung von Methan. Nach Ansicht von Experten können diese Alternativen bereits in den nächsten Jahren marktreif und in der Lage sein, die bekannten und hergebrachten Technologien vollständig zu ersetzen.

Bild: @ depositphotos.com / aa-w

Ulrike Dietz