AG Energiepolitik Allgemein

Wasserstoff ist keine Energiequelle!

Entgegen dem, was viele Leute offensichtlich glauben, ist Wasserstoff keine Energiequelle. Auf unserem Planeten gibt es keine Vorkommen von Wasserstoff, die man einfach fördern und verbrauchen könnte. Wasserstoff ist (bis auf kleine Spuren) immer nur in gebundener Form anzutreffen, in Wasser (H2O), in Erdgas (Methan: CH4) und in ganz vielen weiteren oft organischen Verbindungen. Aber reinen Wasserstoff gibt es praktisch nicht.

Um also Wasserstoff energetisch nutzen zu können, muss man ihn erst mal aus anderen Stoffen herstellen, gewissermaßen heraus lösen. Dazu braucht man Energie. Die steckt dann anschließend im Wasserstoff, zumindest zum Teil. Da keine Prozesse ohne Verluste ablaufen, verliert man auch bei der Herstellung von Wasserstoff einen Teil der Energie als Abwärme. Physikalisch bedingt lassen sich diese Verluste bei der Elektrolyse aus Wasser nicht unter ca. 15% senken, in der Praxis sind es sogar eher mehr als 30%.

Das klingt erst mal nicht so schlimm, leider ist das aber nur der Verlust im ersten Prozessschritt und dann hat man nur Wasserstoff bei normalem Druck. Ein Kubikmeter Wasserstoff bei Normaldruck und -temperatur ist leider nicht mal 90 g und damit auch keine nennenswerte Menge an Energie. Um den Wasserstoff zu lagern oder zu transportieren muss er also dichter werden.

Verflüssigen von Wasserstoff geht nur durch Abkühlen unter -252°C. Bei normalen Temperaturen ist der notwendige Druck zum Verflüssigen von Wasserstoff so extrem, dass er nur z.B. tief in der Atmosphäre von Gasriesen wie dem Jupiter auftritt. Diese Abkühlung benötigt so viel Energie, dass sie 30% der im Wasserstoff enthaltenen Energie entspricht. Der Liter flüssiger Wasserstoff wiegt ca. 70 g. Ein kg flüssiger Wasserstoff braucht also etwa 14 Liter Platz.

Den Wasserstoff auf 700 Bar zu komprimieren kostet zwar nur 10% des Energiegehalts, dafür hat das kg dann aber immer noch ca. 28 Liter Volumen. Und zum Umfüllen zwischen Tanks fällt immer wieder solch ein Energiebedarf an, denn der Wasserstoff bewegt sich nur dann von einem Tank zum anderen, wenn auf einer Seite der Druck höher ist.

Lagerung und Transport von Wasserstoff sind also energetisch sehr aufwändig und Wasserstoff braucht auch unter Druck, oder flüssig viel Platz. Stationär als Speicher eingesetzt geht bei Wasserstoff etwa 2/3 der eingesetzten Energie als Abwärme verloren. Beim Einsatz als Treibstoff in einem Brennstoffzellenauto sind die Verluste wegen der mehrfachen Umfüllens und schlechteren Wirkungsgrades einer mobilen Brennstoffzelle noch höher, das Brennstoffzellenauto benötigt drei bis vier mal so viel Energie wie en batterieelektrisches. Wird der Wasserstoff in einem Verbrennungsmotor verwendet, wird der Wirkungsgrad noch mal mehr als halbiert.

Dagegen wird dann oft die Geschichte erzählt, dass der Wasserstoff in Gegenden hergestellt werden soll, wo mehr Sonne oder Wind zur Verfügung stehen. Diese Vorteile werden dann aber durch den schlechten Wirkungsgrad beim Transport mehr als kompensiert. Bei der Idee den Wasserstoff aus Australien zu holen kommt netto gar keine Energie hier an, das Schiff benötigt für den Weg mehr Energie, als es transportiert.

Zusammenfassend kann man fest stellen, dass Wasserstoff als Energieträger eine ganz schlechte Option ist und nur in wenigen Fällen Sinn machen wird. Grünen Wasserstoff brauchen wir, um industrielle Prozesse zu dekarbonisieren, die momentan meistens mit Wasserstoff aus Erdgas arbeiten, aber Autos damit fahren, oder Heizungen befeuern macht keinen Sinn.