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Wasserstoff: Schlüssel zur Sektorenkopplung und Defossilisierung

Das kleinste und häufigste Element unseres Universums ist Wasserstoff. Die gewichtsbezogene (gravimetrische) Energiedichte von Wasserstoff übertrifft mit 120 kJ/g alle uns bislang bekannten elektrischen Speichermöglichkeiten um mindestens zwei Größenordnungen. Das macht Wasserstoff als Energie-träger sehr attraktiv. Wasserstoff kann ergänzend zur direkten Elektrifizierung der langgesuchte Schlüssel für die weltweite Defos-silisierung der Sektoren darstellen. Die Herausforderungen für diesen Wandel sind groß – die Chancen allerdings auch. Denn der Einsatz von Wasserstoff bedeutet mitunter, dass seit Jahrzehnten etablierte und optimierte Produktionsmethoden angepasst oder komplett neu gedacht werden müssen. Insbesondere in der Hochlaufphase ist emissionsarme bzw. emissionsfrei gewonnener Wasserstoff zudem nur begrenzt verfügbar.

Sorgen wir jedoch dafür, dass dieser emissionsarm gewonnene Wasserstoff in großen Mengen einsetzbar ist, können viele Sektoren ihre Klimaschutzziele nach dem Klimaschutzgesetz erreichen.


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Netzwerk Wasserstoff

Die Fachleute in der Normung engagieren sich, um die Nutzung von Wasserstoff in verschiedenen Bereichen und für unterschiedliche Anwendungen sicher zu gestalten und ihn in intelligente Energiesysteme zu integrieren. Darüber hinaus unterstützt der VDE den Hochlauf der Technologie, indem er sich zum Beispiel im Bereich Bildung auf die Förderung von Fachkräften kümmert.

Allem voran hinterfragt der VDE vor dem Hintergrund der Nachhaltigkeit die Wasserstoffwertschöpfungskette immer wieder kritisch. Die Defossilisierung menschlicher Aktivitäten ist das übergeordnete Ziel.

Wir laden Sie ein, Teil des VDE Netzwerks zu werden und so - gemeinsam mit uns - eine Welt mit Wasserstoff nachhaltig, effizient und intelligent zu gestalten. Unsere Expertin Andrea Appel freut sich auf Sie.

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Die Fachleute in der Normung engagieren sich, um die Nutzung von Wasserstoff in verschiedenen Bereichen und für unterschiedliche Anwendungen sicher zu gestalten und ihn in intelligente Energiesysteme zu integrieren. Darüber hinaus unterstützt der VDE den Hochlauf der Technologie, indem er sich zum Beispiel im Bereich Bildung auf die Förderung von Fachkräften kümmert.

Allem voran hinterfragt der VDE vor dem Hintergrund der Nachhaltigkeit die Wasserstoffwertschöpfungskette immer wieder kritisch. Die Defossilisierung menschlicher Aktivitäten ist das übergeordnete Ziel.

Wir laden Sie ein, Teil des VDE Netzwerks zu werden und so - gemeinsam mit uns - eine Welt mit Wasserstoff nachhaltig, effizient und intelligent zu gestalten. Unsere Expertin Andrea Appel freut sich auf Sie.

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VDE Hydrogen – Frequently Asked Questions (FAQ)

Welche Herstellungspfade von H2 gibt es grundsätzlich

Grundsätzlich ist anzumerken, dass einige Pfade noch nicht endgültig kategorisiert wurden. 

  1. Grüner Wasserstoff wird ausschließlich über Elektrolyse unter Einsatz von erneuerbaren Energien (Wind, Sonne, Wasserkraft) gewonnen. 
  2. Gelber Wasserstoff wird auch durch Elektrolyse gewonnen, diese wird mit dem sog. Strommix aus erneuerbaren und fossilen Quellen betrieben.
  3. Roter (oder Violett, Pink oder Rosa) Wasserstoff wird ebenfalls durch Elektrolyse gewonnen, der Strom kommt aus Atomkraft. 
  4. Brauner und schwarzer Wasserstoff wird aus (Braun-)Kohle Vergasung gewonnen. 
  5. Grauer Wasserstoff wird mittels Dampfreformierung aus Erdgas gewonnen. 
  6. Blauer Wasserstoff wird wie grauer Wasserstoff gewonnen. Das entstehende CO2 wird beim blauen Wasserstoff jedoch mittels Carbon Capturing and Storage (CCS)  aufgefangen und gespeichert oder durch Carbon Capturing and Utilization (CCU) zur Weiterverwendung abgetrennt. 
  7. Türkiser Wasserstoff ähnelt blauem Wasserstoff, das Verfahren ist hier jedoch die Methanpyrolyse. Es fällt kein CO2 an, sondern fester Kohlenstoff. 
  8. Orangener Wasserstoff wird aus Vergärung oder Vergasung von Biomasse gewonnen oder über Elektrolyse aus Strom von Müllheizkraftwerken. 
  9. Bisher ohne klare Kategorie ist der Herstellungspfad über Plasmalyse von industriellem Abwasser, Kunststoffen oder anderen Kohlenwasserstoffverbindungen. Die Technologie soll weniger energieintensiv sein als der Pfad über die Elektrolyse. 
  10. Auch Wasserstoff als Nebenprodukten hat noch keine Kategorisierung. Er fällt z.B. bei einigen Prozessen in der Chemieindustrie an. 
  11. Weißer Wasserstoff kommt ähnlich wie Erdgas in natürlicher Anreicherung im geologischen Untergrund vor. Noch ist allerdings unklar, inwiefern die Nutzung dieser Vorkommen technisch und wirtschaftlich durchführbar ist.


Welche Wasserstoffherstellung wird sich durchsetzen?

Langfristig sollte sich der Herstellungspfad durchsetzen, der im Gesamtwirkungsgrad am effizientesten ist. Das heißt, bei grünem Wasserstoff muss die Systemgrenze auch die Bereitstellung der Rohstoffe für die Erneuerbaren Energien Anlagen und Elektrolyseure einbeziehen.  Für andere Herstellungspfade heißt das auch die Bereitstellung der fossilen Energieträger oder Abfälle und die Umwandlungsreaktionen zu berücksichtigen.

Welche bzw. ob jetzt eine „Zwischenlösung“ für den Markthochlauf gebraucht wird und wie lange diese Lösung eine Rolle spielen würde, ist aktuell sehr umstritten. Einige Argumente, die in den Diskussionen gegen eine gezielte Förderung von "Zwischenlösungen" sprechen: 

  • Wirtschaftlichkeit der Zwischenlösung fraglich
  • Tatsächliche Emissionsreduktionmenge unklar 

Aus praktischer Perspektive wird es für Deutschland unter den derzeitigen Bedingungen (zu geringe Kapazität Erneuerbarer Energieanlagen und Elektrolyseleistung) nicht möglich sein, den Markthochlauf ohne blauen und türkisen Wasserstoff im angedachten Zeitrahmen umsetzen zu können. 

Ist CO2-Neutrale Wasserstoff Herstellung möglich?

Auch hier gehen die Meinungen und Ergebnisse von Studien auseinander. 

Grundsätzlich bedeutet CO2-Neutratlität oder Klimaneutralität, dass nicht mehr Treibhausgase emittiert werden, als über natürlichem Weg über Senken umgewandelt werden können. Um aussagekräftige Vergleiche machen zu können, müssen die Systemgrenzen der zu vergleichenden Herstellungspfade gleich sein. 

Wird nur der Betrieb der Anlagen verglichen, kann grüner Wasserstoff als CO2-frei angesehen werden. Wenn fossile Kohlenstoffverbindungen im Wasserstoffherstellungspfad enthalten sind, sollten sie nicht als CO2-frei oder CO2-neutral betrachtet werden. 

Ist Wasserstoff nicht doch klimaschädlicher als andere Treibhausgase?

Diese Frage lässt sich nicht leicht beantworten. Der VDE beantwortet diese Frage aus zwei Betrachtungswinkeln:  

Das Wasserstoffelement an sich: Wasserstoff ist ein Treibhausgas, das eine sechs-Fach schädlichere Wirkung hat, als Kohlenstoffdioxid. Je nach Emissionsort ist seine Wirkung (Weiterreaktion) noch nicht gänzlich ergründet. Reaktionsprodukte: Wasserstoff verursacht in Anwendungen wie Brennstoffzellen Wasserdampf, welcher Treibhauspotentiale hervorruft.  

Allerdings müssen die Mengenverhältnisse der unterschiedlichen Emissionen abgewogen werden. Bei der Verwendung von fossilen Energieträgern z.B. Uran oder Kohle entsteht meist ebenfalls Wasserdampf sowie diverse Treibhausgase.

Es bleibt festzuhalten, dass jedes Gas einen Einfluss auf die Atmosphäre hat, auch Wasserstoff. Vor diesem Hintergrund sollten die Emissionen und ihre Effekte auch im Hinblick von Wasserstoff genaustens untersucht werden.

Wo kann Wasserstoff grundsätzlich eingesetzt werden?

  • Als Netzstabilisator im Stromnetz (Speicherung von Überschussstrom)
  • Als chemischer Grundstoff für Chemieprodukte (z.B. Düngemittel)
  • Als Ersatzstoff in der Stahlindustrie. Hier besteht das Potenzial Kohle durch Wasserstoff zu ersetzen.
  • Als Kraftstoff in der Mobilität. Vorwiegend LKWs, Züge, Schiffe und Flugzeuge.
  • Als Ersatzgas für Erdgas kann Wasserstoff auch im Wärmemarkt angewendet werden. 

Wird Wasserstoff schon eingesetzt?

Schon heute ist er ein wichtiger Grundstoff in der chemischen Industrie z.B. in der Ammoniak Produktion. Der Bedarf steigt seit 1975 konstant an. 


Erfahren Sie mehr dazu in "The Future of Hydrogen". 

Wo wird Wasserstoff in Zukunft eingesetzt?

Das Potential von Wasserstoff ist sehr vielfältig und ergänzt sich mit anderen Technologien wie Batteriespeichern. Wo Wasserstoff eingesetzt werden wird, hängt in erster Linie davon ab, zu welchen Preisen er in Zukunft im Vergleich zu den jeweiligen Alternativen angeboten werden kann und wie hoch die CO2 Ersparnis ist. 

8. Woher kommen die benötigten Wasserstoffmengen, um die Versorgungssicherheit in Deutschland zu garantieren?

Es finden viele Verhandlungen und Gespräche auf europäischer und internationaler Ebene zu diesem Thema statt. Die Frage der Herkunft ist noch nicht abschließend geklärt, da unzählige Faktoren zu berücksichtigen sind. (z.B. Produktions- und Transportkosten, Transportinfrastruktur, geopolitische Veränderungen). 

Ist Wasserstoff ein gefährliches Gas?

Mit jedem Energieträger ist ein aufmerksamer Umgang notwendig. Wasserstoff ist kein unbekanntes Medium. Der Umgang mit Wasserstoff ist bekannt und handhabbar. Normen und Standards sowie konstante Forschung garantieren einen sicheren Umgang mit dem Gas.


Unser VDE Präsident Prof. Armin Schnettler im Interview

Herr Prof. Armin Schettler VDE Präsident und CEO New Energy Business by Siemens Energy, spricht im ersten Interview über seine Ziele für seine Amtszeit, die Bedeutung von Normen, die Rolle junger Talente, den Wandel der Energieversorgung mit der Rolle der Wasserstoffwirtschaft und die Akzeptanz von Wasserstoffanwendungen.

Das zweite Video stellt er in einem Kurzinterview vor, zu welchen Ergebnissen die VDE Studie "Antriebsportfolio der Zukunft" kommt. 

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