Wasserstoff als Energieträger: Die Batterie der Zukunft

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Alternative Energiequellen wie Sonne, Wind und Wasser sind längst ein Thema in der hiesigen Energiedebatte. Kaum jemand spricht dagegen von Wasserstoff – dabei ist das Potenzial dieses chemischen Elements enorm. Denn es ist im Überfluss vorhanden und verbrennt nahezu emissionsfrei. Die Herausforderung: Um Wasserstoff als Energieträger nutzen zu können, muss man das Gas zuerst gewinnen – und das wiederum braucht Energie.

Ein potenzieller Energieträger fristet bis heute eher ein Mauerblümchen-Dasein – der Wasserstoff. Eigentlich erstaunlich, denn schliesslich macht er rund 70% der Materie im Universum aus. Und das, obwohl es das kleinste der chemischen Elemente und mit einem Gewicht von 0.0899 g/l auch eines der leichtesten ist. Als Bestandteil von Wasser kommt er als gebundenes Element in allen lebenden Organismen vor. Mit anderen Worten: Wasserstoff ist auf der Erde fast unbegrenzt vorhanden. Das Problem: Wasserstoff muss hergestellt werden. Erst dann kann Energie gespeichert und transportiert werden. Das geschieht unter anderem durch Elektrolyse. Bei diesem Verfahren trennt man mit Strom das Wasser in seine Bestandteile “Sauerstoff“ und “Wasserstoff“ auf – die aufsteigenden Gase werden dabei eingefangen. Doch Obacht: Trifft Wasserstoff auf Sauerstoff, kann eine explosive Mischung entstehen.

Nützlicher Träger von Energie

Im Unterschied zu primären Energiequellen wie Sonne, Wasser oder Wind kann Wasserstoff also nur als sekundärer Energieträger genutzt werden. Die Energieerzeugung mit Wasserstoff ist somit erst dann umweltfreundlich, wenn dies mit regenerativen Energiequellen geschieht. Die Vision ist, mit der Photovoltaik-Anlage oder einer Wärmepumpe viel Strom zu erzeugen, der dann zur Produktion von Wasserstoff genutzt wird. Der Vorteil: Wasserstoff als Energieträger verursacht somit keine schädlichen Emissionen wie zum Beispiel Kohlendioxid – das Einzige, was bei seiner Umwandlung produziert wird, ist reiner Wasserdampf.

Grosses Potenzial

Als Gas lässt sich Wasserstoff viel leichter speichern und transportieren als zum Beispiel  Strom in einer Batterie. Forschungsprojekte zeigen auf, wie Energiespeicherung in Zukunft funktionieren könnte: Im Keller steht der sogenannte Elektrolysator, der Wasser in seine Einzelteile zerlegt. Wird nun von der Photovoltaikanlage auf dem Dach überschüssiger Strom produziert, treibt dieser die Zerlegung an und es entsteht synthetischer Wasserstoff. Dieser lässt sich in grossen Mengen in so genannten Wasserstoffflaschen speichern und nach Bedarf als Energieträger verwenden – sei es, um Haushalte zu versorgen oder um Elektroautos anzutreiben.

(zu) Teuer, aber grün

Wieso das immense Potenzial von Wasserstoff noch immer nicht besser genutzt wird, scheint eine Kostenfrage zu sein. Denn rein ökonomisch gesehen ist Wasserstoff noch zu teuer, da er zuerst umgewandelt und nicht wie Wind- oder Sonnenenergie direkt genutzt werden kann. Betrachtet man die Kosten-/Nutzen-Frage jedoch aus Sicht des Speichermediums, haben Wasserstoffflaschen versus Batterien wieder deutlich die Nase vorn. Zum Vergleich: Eine Tesla-Speicherbatterie kostet rund 300 Franken pro kWh. Bei einem Wasserstoffspeicher liegt dieser Betrag bei etwa 25 Franken pro kWh.  Dabei sind die Kosten bei der Batterie bezüglich grauer Energie und Recycling noch nicht mal eingerechnet.

Für die nächste Generation

Vielleicht ist Wasserstoff rein rechnerisch gesehen heute tatsächlich noch zu teuer - doch eines ist sicher: Wollen wir in Zukunft ohne den Verbrauch von fossilen Brennstoffen auskommen, ist Wasserstoff eine echte Alternative, deren Potenzial es weiter zu erforschen gilt. Die nächste Generation wird es uns danken.

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10. August 2020
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