Einleitung
Wasserstoff ist ein Gas mit sehr hohem Energiegehalt, welches in Industrie und Technik vielfältig verwendet wird. Bisher wurde Wasserstoff primär aus fossilen Energieträgern hergestellt und wird wegen seiner chemischen Vielseitigkeit in unterschiedlichen Sektoren verwendet:
- Chemische Industrie: In der chemischen Industrie gibt es beispielsweise Anwendungen im Bereich der Pharmazie, der Herstellung von Kunststoffen und der Herstellung von Stickstoffdünger.
- Energiewirtschaft: Aber auch in der Energiewirtschaft werden mit Hilfe von Wasserstoff Treibstoffe modifiziert bzw. synthetische Gase und Treibstoffe hergestellt.
- Kraftwerke: In Kraftwerken kann Wasserstoff zum Spitzenausgleich verwendet werden.
- Brennstoffzellen: In Brennstoffzellen wird Wasserstoff geräuschlos in Strom umgewandelt. Dies findet beispielsweise bei U-Boot-Antrieben oder speziellen Mobilitätsanwendungen Einsatz.
Das Pariser Klimaschutzabkommen gibt das Ziel vor, bis 2050 die CO₂-Emissionen vollständig auf Netto-Null zu reduzieren. Der Ausbau und die Verwendung der erneuerbaren Energien ist eine wichtige Voraussetzung für eine CO₂-neutrale Zukunft. Es gibt jedoch Branchen und Verfahren, bei denen der Umstieg auf erneuerbare Energieträger nicht ohne weiteres möglich ist. Die hohe Energiedichte und leichte Speicherbarkeit von fossilen Energieträgern kann mit erneuerbaren Energieträgern nicht erreicht werden. Doch hier haben grüner Wasserstoff und seine Folgeprodukte einen wichtigen Stellenwert. Die sogenannten Power to X-Technologien verwenden erneuerbar hergestellten Strom, um aus Wasser Wasserstoff herzustellen und diesen mit CO₂ zu gasförmigen, flüssigen und festen Stoffen umzuwandeln. So entstehen grünes Methan, e-Fuels wie Diesel oder Benzin oder feste synthetische Stoffe für den Einsatz in der chemischen Industrie. Grüner Wasserstoff kann aber auch als Reduktionsmittel bei der Stahlerzeugung Kohle ersetzen und damit CO₂-Emmisionen stark reduzieren.
Aufgrund dieser Eigenschaften wird grüner Wasserstoff als vielseitige Schlüsseltechnologie für eine CO₂-neutrale Wirtschaft gesehen. Auch wenn im Zusammenhang mit grünem Wasserstoff sehr viele Optionen klimaneutral möglich erscheinen, darf nicht übersehen werden, dass nur begrenzt erneuerbarer Strom für die Herstellung von Wasserstoff verfügbar ist und bei den erforderlichen Herstellungs- und Umwandlungsprozessen sowie dem Transport es auch zu beträchtlichen Verlusten und Umweltbelastungen kommen kann. Deshalb ist eine kritische Überprüfung notwendig, ob der angestrebte Nutzen oder die Energie-Dienstleistung dieser Wasserstoff-Anwendung nicht einfacher, kostengünstiger und umweltfreundlicher bereitgestellt werden kann.
Pariser Klimaabkommen
Das Pariser Klimaabkommen ist ein Völkerrechtlicher Vertrag, der 2015 bei der UN-Klimakonferenz in Paris von 195 Vertragsparteien verabschiedet wurde. Er sieht die Begrenzung der menschengemachten globalen Erwärmung auf deutlich unter 2°C (=1,5°C) gegenüber vorindustriellen Werten vor.
Power-to-X
Power-to-X bezeichnet verschiedene Technologien, die Strom(-überschüsse) aus erneuerbaren Energien in Formen umwandeln, die gut gespeichert oder anderwärtig verwendet werden können. Damit ist eine Sektor-Kopplung mit Anwendungen in Bereichen der Wärme, Mobilität oder Industrie möglich. Beispiele sind: Power-to-Gas, Power-to-Heat, Power-to-Liquid, Power-to-Chemicals.
Energiedienstleistung
Energiedienstleistung drückt die Funktionalität oder den Nutzen eines Energie-Einsatzes aus. Eine bestimmte Energiedienstleistung bei möglichst geringem Nutzenergie-Einsatz zu erhalten ist ein wichtiger Gesichtspunkt für die effiziente Verwendung von Energie.
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Texte: Autor_innen des Lernfelds/ Fallbeispiel/ Kurswoche, Erscheinungsjahr, Titel des Lernfelds/ Fallbeispiel/ Kurswoche. Hrsg.: e-genius – Initiative offene Bildung, www.e-genius.at”
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