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Energieversorgung der Zukunft (Teil 1): Was ist Wasserstoff, wie funktioniert die Elektrolyse und wo wird Wasserstoff eingesetzt?

(vom 07.04.2020)

Wasserstoff wird immer häufiger als Energie der Zukunft beschrieben. Denn der vielseitige Energieträger kann einen bedeutenden Beitrag zur Energiewende leisten. Aber was genau ist Wasserstoff und in welchen Bereichen kann er eingesetzt werden?

Wasserstoff-Moleküle

Was ist Wasserstoff?

Wasserstoff wird mit dem chemischen Zeichen H bzw. H2 (als Molekül) abgekürzt. In der Natur kommt Wasserstoff nur in gebundener Form vor, vor allem im Wasser (H2O). Auch Methan (CH2), Hauptbestandteil von Erdgas, beinhaltet Wasserstoff. Bei der Verbrennung bleibt fast nur Wasser zurück.

Wie funktioniert die Elektrolyse? Wie wird grüner Wasserstoff erzeugt?

Die Elektrolyse beschreibt den Prozess der Aufspaltung einer chemischen Verbindung unter Einwirkung von Strom.

Illustration Funktionsweise Elektrolyse

Im Schaubild wird die Gewinnung von grünem Wasserstoff mittels Elektrolyse dargestellt. Strom, der aus Erneuerbaren Energien gewonnen wurde, wird eingesetzt, um in einer chemischen Reaktion elektrische Energie in chemische Energie umzuwandeln. Unsere Grafik zeigt, dass mit Hilfe der Elektrolyse aus Strom schließlich Sauerstoff (O2) und (grüner) Wasserstoff (H2) gewonnen wird.

Einsatzgebiete von Wasserstoff

Mobilität

Mobilität

Mit Wasserstoff kann man Auto fahren, allerdings nicht direkt. Eine Brennstoffzelle im Fahrzeug wandelt den getankten Wasserstoff in Strom um. Der Antrieb erfolgt also elektrisch.

Heizen

Eine Brennstoffzellen-Heizung wandelt Wasserstoff in Wärme und Strom um – beides wird vor Ort genutzt. Der Wasserstoff für die Brennstoffzelle wird in der Regel aus Erdgas gewonnen. Auch sogenannte bivalente Blockheizkraftwerke können mit Wasserstoff betrieben werden.

Speicherung im Erdgasnetz

Wasserstoff kann direkt ins Erdgasnetz eingespeist werden und vermischt sich mit dem dortigen Methan (Erdgas).

Methanisierung

Methanisierung

Reagiert Wasserstoff mit Kohlendioxid oder Kohlenmonoxid, entsteht Methan. Dieses künstliche Erdgas kann ebenfalls ins Erdgasnetz eingespeist und dort gespeichert und verwendet werden.

Sonstiges

Industrieunternehmen

Wasserstoff wird auch in der Luft- und Raumfahrt und in der Industrie eingesetzt.

Beispiel für Energieversorgung mit Wasserstoff in der Praxis

Dass das Ganze nicht nur theoretisch möglich ist wird aktuell in Esslingen bewiesen. Die Stadtwerke Esslingen erproben gemeinsam mit Partnern die vielfältige Nutzung von Wasserstoff in der Praxis: In der Neuen Weststadt in Esslingen wird künftig zur Energieversorgung Wasserstoff eingesetzt, um die Energiewende voranzutreiben.

Weitere Artikel zur Serie finden Sie hier:

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