Wasserstofftechnologien

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Kleinskalige Demonstrationsanlage für die Kopplung von Co-Elektrolyse und Fischer-Tropsch-Synthese.

Für eine erfolgreiche Energiewende wird dem Energieträger Wasserstoff eine große Bedeutung beigemessen. Wasserstofftechnologien werden essentiell sein für eine emissionsarme Produktion, Mobilität und Energieversorgung. Allein für Deutschland ist bis zum Jahr 2050 bei der Sektorenkopplung von einem Wasserstoffbedarf von ca. 400 TWh pro Jahr auszugehen.

Heute wird Wasserstoff in großen Mengen durch Dampfreformierung von fossilen Ausgangsstoffen wie Erdgas oder Kohle erzeugt. In einem zukünftigen klimaneutralen Energiesystem muss Wasserstoff allerdings weitestgehend emissionsfrei produziert werden, d. h. über Elektrolyseverfahren unter Nutzung von erneuerbaren Energien. In diesem Fall spricht man von grünem Wasserstoff.

Aufgrund der zeitlich und örtlich unterschiedlichen Verfügbarkeit der erneuerbaren Energien bedarf es im zukünftigen Energiesystem neuer Strukturen und Wertschöpfungsketten bei der Energiewandlung und Energieverteilung. Beispielsweise werden dezentrale Lösungen zur Energie- und Stoffwandlung in Küstenregionen wirtschaftlich attraktiv, da dort über Offshore-Windkraftanlagen Ökostrom in großer Menge zur Verfügung steht.

Durch den Einsatz von grünem Wasserstoff können zukünftig prozessbedingte CO2-Emissionen wie in der Stahlindustrie oder auch der Kalk- und Zementindustrie vermieden bzw. in werthaltige Produkte überführt werden. Darüber hinaus lässt sich grüner Wasserstoff als Energiespeicher einsetzen und bedarfsweise rückverstromen. Mit dem Betrieb von Elektrolysen kann Regelleistung für das Stromnetz angeboten werden.

Sowohl bei der Wasserstofferzeugung als auch bei der Wasserstoffnutzung in den unterschiedlichen Sektoren stellt die Elektrolyse eine Schlüsseltechnologie dar. Gemeinsam mit dem Ausbau der erneuerbaren Energie spielt sie eine wichtige Rolle bei der Erreichung der Klimaziele und beim Aufbau einer nachhaltigen Wasserstoffwirtschaft. Für die Entwicklung und Bewertung von Wasserstofftechnologien kann das Fraunhofer IKTS einen wichtigen Beitrag leisten.