Die entscheidende Frage ist: Aus welchen Quellen stammt in Zukunft der Strom bei den Bemühungen, die Dekarbonisierung der Wirtschaft voranzubringen? Produziert werden kann der Strom auf verschiedene Arten, dazu zählen Wasserkraft, Windkraft, Solarenergie, Atomenergie, Geothermie und Bioenergie. Aber auch der Wasserstoff kann als zusätzlicher Energieträger dazu beitragen, insbesondere das Speicherproblem der erneuerbaren Energien zu lösen. Wichtige und sinnvolle Anwendungsbereiche für Wasserstoff sind in der Industrie und dem transnationalen Schwerverkehr und der Schifffahrt überall dort, wo die direkte Nutzung von Strom nicht oder nur schwer möglich ist und wo für den Transport lange Distanzen zurückgelegt werden müssen.
Als Antriebsenergie für Brennstoffzellen ist Wasserstoff eine klimaneutrale Alternative für den Schwerlastverkehr, für Schiffe oder für Flugzeuge. Im Güterverkehr kann der Wasserstoff durch seine Nutzung in Brennstoffzellen die Lücke zur Elektromobilität schliessen. Des Weiteren ist Wasserstoff auch für die saisonale Speicherung von überschüssigem Sommerstrom wichtig. Damit lassen sich im Winter Strom und Wärme produzieren.
Weitreichendes Potenzial von Wasserstoff
Eingesetzt in Gaskraftwerken kann Wasserstoff Netzflauten ausgleichen, das Stromnetz stützen und den Ausbau der regenerativen Energien vorantreiben. Als zweite Säule stärkt Wasserstoff auch die Resilienz des gesamten Energiesystems. In Reinform oder in Form von Derivaten liefert Wasserstoff wichtige Grundstoffe für die Industrie, schafft Möglichkeiten zum Energieträgerwechsel in vielen Produktionsprozessen und als Energielösung neben Strom zusätzliche Sicherheit. Als Heizenergie bietet Wasserstoff eine CO₂-neutrale Option für eine Vielzahl bestehender Immobilien, in denen sich Wärmepumpen nur technisch schwierig und ökonomisch unvorteilhaft einsetzen lassen.
Transportieren lässt sich Wasserstoff über die bereits vorhandene Gas-Infrastruktur. Allerdings müssen die Speicher auf die neue Aufgabe der Wasserstoffspeicherung angepasst werden. Die Investitionen sind hierbei geringer als beim Bau neuer Stromtrassen. Darüber hinaus bietet Wasserstoff die Möglichkeit, regenerative Energien aus aller Welt zu importieren und unabhängig vom Erzeugungsort in allen Regionen nutzbar zu machen.
Langfristiger Energiespeicher
Die wetterabhängige Verfügbarkeit erneuerbarer Energien ist eine der zentralen Herausforderungen, vor der das klimaneutrale Energiesystem der Zukunft steht. Die Stromerzeugung aus Sonnen- oder Windkraft unterliegt Schwankungen und richtet sich nicht nach der Nachfrage. Das Stromsystem muss aber darauf ausgelegt sein, dass das Stromangebot nie geringer als die Stromnachfrage ist, sonst kann die Stromversorgung teilweise zusammenbrechen. Da ausserdem auch Strom verbraucht wird, wenn die Sonne nicht scheint oder der Wind nicht weht, braucht es Stromspeicher. In Zukunft können Zeiten, in denen mehr Strom aus Wind- und Sonnenenergie produziert als verbraucht wird, genutzt werden, um aus überschüssigem Ökostrom grünen Wasserstoff herzustellen. Grüner Wasserstoff wird durch sogenannte Elektrolyse hergestellt. Dabei wird Wasser mithilfe von Strom aus erneuerbaren Energien in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten. Der Wasserstoff kann dann beispielsweise in Kavernenspeichern verlustfrei und langfristig gelagert werden. Wird dann wieder mehr Strom benötigt, kann der Wasserstoff in einem umgekehrten Elektrolyse-Prozess in einer Brennstoffzelle mit Sauerstoff verbunden werden, wodurch sehr viel Energie entsteht. Diese Energie kann dann zurück ins Stromnetz gespeist werden.
Allerdings hat Wasserstoff auch Nachteile. Etwa die geringe Energieeffizienz der Technologie. Bis Wasserstoff ein Fahrzeug antreiben kann, muss Energie mehrfach umgewandelt werden. Je öfter Energie umgewandelt wird, desto schlechter ist der Wirkungsgrad. Bei der Verwendung von Wasserstoff verbleiben bis zur Nutzung für den Motor nur noch 25 bis 35 Prozent der ursprünglichen Energie – oder anders formuliert: Bis zu drei Viertel der Energie gehen im Herstellungsprozess verloren. Der Wirkungsgrad eines Elektroautos dagegen beträgt 70 bis 80 Prozent. Es braucht also rund dreimal mehr Energie, um die gleiche Leistung zu erbringen. Deshalb ist Wasserstoff als Treibstoff auch teurer, als wenn Strom direkt geladen wird.