„nachhaltige technologien 01 | 2024"

Zukunftsszenarien für das Schlüsselelement Wasserstoff Die wesentlichen potenziellen Anwendungsgebiete von Wasserstoff werden zukünftig Mobilität und Transport, Sektorkopplung mit dem Erdgasnetz, Wärmebereitstellung für die Industrie sowie ver- stärkt auch die Verwendung als Reaktionspartner in chemischen, petro-chemischen und metallurgischen Prozessen sein. Um diese zukünftigen Anwendungen im großen Stil verwirklichen zu können, müssen aber noch grundle- gende technologische Fragestellungen zur Produk- tion, der Speicherung und dem Transport von Was- serstoff geklärt werden. Schätzungen gehen derzeit davon aus, dass der sektorübergreifende Bedarf an Wasserstoff in der EU im Jahr 2050 etwa 2.250 TWh betragen wird. Durch die sektorübergreifende Verwendung von grünem Wasserstoff können die CO 2 -Emissionen der EU um etwa ein Fünftel (Basis: 2022) verringert werden. Anwendungsspezifische Nebeneffekte können zu einer weiteren Verringerung der CO 2 -Emissionen beitragen, so dass mit Hilfe von Wasserstoff in der EU etwa die Hälfte der notwendi- gen Reduktion an CO 2 -Emissionen zur Erreichung des 2-Grad-Zieles möglich ist. Produktionsrouten für Wasserstoff Wasserstoff kann in einer ganzen Reihe von Sekto- ren ein wesentlicher Treiber für eine Reduktion der Treibhausgasemissionen sein. Grundvoraussetzung dafür ist jedoch, dass der Wasserstoff ohne bzw. nur mit einem geringen CO 2 -Fußabdruck hergestellt wird. Grundsätzlich kann Wasserstoff aus Wasser, Bio- masse oder fossilen Kohlenwasserstoffen entlang verschiedener Verfahrensrouten hergestellt werden. Wasserstoff aus einer Wasserelektrolyse, die mit er- neuerbarem Strom betrieben wird, wird als „grüner“ Wasserstoff bezeichnet, wobei sich unterschiedliche Verfahren unterscheiden lassen. In Bezug auf die Verfügbarkeit von erneuerbarer elektrischer Energie ist hier insbesondere der hohe Energiebedarf, etwa 50 kWh pro kg Wasserstoff, als Nachteil zu nennen. Durch Vergasung oder Fermentation von Biomasse lässt sich ebenfalls Wasserstoff mit reduziertem CO 2 -Fußabdruck gewinnen. Der Anteil an Wasserstoff im Ausgangsprodukt sowie die Verfügbarkeit von Biomasse für die Wasserstoffproduktion sind hier als limitierende Faktoren zu nennen. Derzeit lassen sich große Mengen an Wasserstoff nur mittels Dampfreformierung fossiler Kohlen- wasserstoffe herstellen. Eine Reduktion der Treib- hausgasemissionen kann durch eine nachfolgende Abtrennung und Speicherung des entstehenden CO 2 Gesamter jährlicher Wasserstoffverbrauch in der Europäischen Union nach Anwendungsgebiet in TWh für das Jahr 2022 Quelle: eigene Darstellung, adaptierte Daten des Green Hydrogen Observatory Zukünftige Anwendungsgebiete von Wasserstoff Quelle: eigene Darstellung 153 • Hydro-Cracken Entschwefelung • (Hydro-Treating) • Bio-Raffinerie in TWh 66 • Produktion von Ammoniak (für Harnstoff und andere Düngemittel) 18 • Produktion von Methanol und Derivaten 24 • Andere Chemikalien (z.B. Polymere, Polyurethane, Fettsäuren) 9 • Wärmebehand- lung von Stahl • Metall-schweißen • Formier- und Schutzgas • Glasherstellung 10 • Raketentreibstoff • Automobiltreibstoff • Halbleiterindustrie 280 270 Raffinieren Ammoniak Methanol Andere Chemikalien Verarbeitung Flüssiger Wasserstoff Gesamt Mobilität und Transport Rohstoff für die (petro-) chemische Industrie Dekarbonisierung des Gasnetzes, Sektorkopplung Qualitativ hochwertige Wärme für die Industrie H 2