Wasserstoff ist vor Helium das häufigste Element im Universum und kommt hauptsächlich gebunden mit Sauerstoff in Wasser (H₂O) oder als Wasserstoffgas (H₂) in molekularer Form auf der Erde vor. Wasserstoff hat einige chemische Besonderheiten, die es als Element auszeichnen. So hat es etwa die geringste Atommasse und verfügt lediglich über ein Elektron.
Im Gegensatz zu fossilen Energieträgern, die zu den Primärenergieträgern zählen, ist Wasserstoff jedoch ein sekundärer Energieträger, der erst durch einen Umwandlungsprozess mit einer Primärenergiequelle wie Wind- oder Sonnenenergie einsetzbar gemacht werden muss. Danach ist Wasserstoff als Treibstoff für die Luft- und Raumfahrt, den Straßenverkehr aber auch für die Energieversorgung einsetzbar.
Weitere Anwendungsgebiete sind unter anderem die Herstellung von künstlichen Kohlenwasserstoffen wie Benzin durch Kohlehydrierung, die Herstellung von gehärteten Fetten, als Kühlmittel und als Treib-, beziehungsweise Packgas in der Lebensmittelindustrie.
Der Markt wird dabei von den großen Herstellern von Industriegasen wie Linde plc, Air Liquide sowie Air Products and Chemicals dominiert. Linde plc ist dabei der größte Produzent von Industriegasen gefolgt von dem französischen Konkurrenten Air Liquide an zweiter Stelle. Beide Unternehmen bieten Produkte und Dienstleistungen an, bei denen Wasserstoff zum Einsatz kommt.
Die deutsche Bundesregierung veröffentlichte dazu im Jahr 2020 ein Reformprogramm mit dem Namen „Die Nationale Wasserstoffstrategie“, in der eine mögliche Strategie zum zukünftigen Gebrauch von Wasserstoff in Deutschland vorgestellt wurde.
Um auch die Produktion emissionsfrei zu gestalten wird in das Elektrolyseverfahren investiert, bei dem Wasser durch elektrischen Strom in seine Bestandteile aufgespalten wird. Bis zum Jahr 2030 plant allein Deutschland eine Kapazität von fünf Gigawatt zu erreichen, wozu ein Investitionsvolumen von neun Milliarden Euro eingeplant ist.
Wird für die Elektrolyse ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energien verwendet, spricht man von grünem Wasserstoff. Werden die CO₂-Emissionen aus der Produktion eingefangen oder anderweitig durch Nutzung zwischenzeitlich gespeichert spricht man von blauem Wasserstoff.
Grüner Wasserstoff ist zusätzlich für die Sektorkopplung wichtig. Damit ist gemeint, dass industrielle Bereiche, in denen erneuerbare Energien nicht eingesetzt werden können, durch grünen Wasserstoff emissionsfrei werden können. Durch sogenannte Power-to-X-Verfahren können auf Basis emissionsfrei hergestellten Wasserstoffs Gase und Chemikalien hergestellt werden, die dann in Sektoren verwendet werden, die bisher ausschließlich fossile Energieträger nutzen konnten.
Aufgrund der hohen Nachfrage nach Wasserstoff und der damit verbundenen Elektrolyse-Kapazität werden auch für den Wasserstoffmarkt hohe Erträge vorausgesehen. Weltweit können laut der Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking der Europäischen Kommission durch einen ambitionierten Ausbau der Technologie bis zum Jahr 2030 mehr als eine Millionen Arbeitsplätze und ein Marktvolumen von rund 150 Milliarden Euro geschaffen werden.
Wasserstoff als Industriegas
Aufgrund seiner chemischen Eigenschaften wird Wasserstoff als Industriegas für viele verschiedene Zwecke verwendet. Durch die hohe Reaktionsfreudigkeit wird der Stoff etwa als Reduktionsmittel für Metalle eingesetzt und in Verbindung mit Stickstoff kann Ammoniak hergestellt werden, das etwa Bestandteil von Düngemitteln oder Sprengstoffen ist. Die wahrscheinlich wichtigste Eigenschaft ist jedoch die hohe Energiedichte von Wasserstoff, was ihn zu einem Energieträger macht.Im Gegensatz zu fossilen Energieträgern, die zu den Primärenergieträgern zählen, ist Wasserstoff jedoch ein sekundärer Energieträger, der erst durch einen Umwandlungsprozess mit einer Primärenergiequelle wie Wind- oder Sonnenenergie einsetzbar gemacht werden muss. Danach ist Wasserstoff als Treibstoff für die Luft- und Raumfahrt, den Straßenverkehr aber auch für die Energieversorgung einsetzbar.
Weitere Anwendungsgebiete sind unter anderem die Herstellung von künstlichen Kohlenwasserstoffen wie Benzin durch Kohlehydrierung, die Herstellung von gehärteten Fetten, als Kühlmittel und als Treib-, beziehungsweise Packgas in der Lebensmittelindustrie.
Status Quo von Wasserstoff in der Industrie
Aktuell wird der Großteil des industriell eingesetzten Wasserstoffs über die Dampfreformierung gewonnen. Dabei wird hauptsächlich Erdgas zusammen mit Wasser umgesetzt, bei der Kohlenstoffdioxid (CO₂) als Abfallprodukt entsteht. Im Jahr 2019 wurden so 69 Millionen Tonnen Wasserstoff weltweit hergestellt.Der Markt wird dabei von den großen Herstellern von Industriegasen wie Linde plc, Air Liquide sowie Air Products and Chemicals dominiert. Linde plc ist dabei der größte Produzent von Industriegasen gefolgt von dem französischen Konkurrenten Air Liquide an zweiter Stelle. Beide Unternehmen bieten Produkte und Dienstleistungen an, bei denen Wasserstoff zum Einsatz kommt.
Die Rolle von Wasserstoff für den Klimaschutz
Wasserstoff spielt für Unternehmen, aber auch für Regierungen vor allem als zukünftiger Energieträger eine entscheidende Rolle in der Energiewende sowie in vielen Strategien zur Einhaltung der Klimaziele. Im Gegensatz zu fossilen Energieträgern entsteht bei der Nutzung von Wasserstoff kein Kohlenstoffdioxid, sodass eine umweltfreundlichere Energieversorgung gewährleistet werden kann.Die deutsche Bundesregierung veröffentlichte dazu im Jahr 2020 ein Reformprogramm mit dem Namen „Die Nationale Wasserstoffstrategie“, in der eine mögliche Strategie zum zukünftigen Gebrauch von Wasserstoff in Deutschland vorgestellt wurde.
Um auch die Produktion emissionsfrei zu gestalten wird in das Elektrolyseverfahren investiert, bei dem Wasser durch elektrischen Strom in seine Bestandteile aufgespalten wird. Bis zum Jahr 2030 plant allein Deutschland eine Kapazität von fünf Gigawatt zu erreichen, wozu ein Investitionsvolumen von neun Milliarden Euro eingeplant ist.
Wird für die Elektrolyse ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energien verwendet, spricht man von grünem Wasserstoff. Werden die CO₂-Emissionen aus der Produktion eingefangen oder anderweitig durch Nutzung zwischenzeitlich gespeichert spricht man von blauem Wasserstoff.
Grüner Wasserstoff ist zusätzlich für die Sektorkopplung wichtig. Damit ist gemeint, dass industrielle Bereiche, in denen erneuerbare Energien nicht eingesetzt werden können, durch grünen Wasserstoff emissionsfrei werden können. Durch sogenannte Power-to-X-Verfahren können auf Basis emissionsfrei hergestellten Wasserstoffs Gase und Chemikalien hergestellt werden, die dann in Sektoren verwendet werden, die bisher ausschließlich fossile Energieträger nutzen konnten.
Potentielle Wasserstoffwirtschaft
Mit der Technologie drängen auch neue Unternehmen in den Markt, die industrielle Elektrolyselösungen anbieten. Großunternehmen wie Siemens Energy, die thyssenkrupp AG und RWE haben Projekte ins Leben gerufen, die eine massentaugliche Nutzung von Wasserstoff ermöglichen sollen. Neben Großunternehmen bietet der neue Markt auch Raum für kleinere Unternehmen wie beispielsweise die im Jahr 2010 in Dresden gegründete Sunfire GmbH, die sich auf den Bau von Elektrolyseuren spezialisiert haben.Aufgrund der hohen Nachfrage nach Wasserstoff und der damit verbundenen Elektrolyse-Kapazität werden auch für den Wasserstoffmarkt hohe Erträge vorausgesehen. Weltweit können laut der Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking der Europäischen Kommission durch einen ambitionierten Ausbau der Technologie bis zum Jahr 2030 mehr als eine Millionen Arbeitsplätze und ein Marktvolumen von rund 150 Milliarden Euro geschaffen werden.
