Grüner Wasserstoff: Potenzial und Politik

Grüner Wasserstoff gilt als wichtiger Baustein für eine umweltfreundliche und von Importen unabhängige Energiezukunft. Die Bundesregierung hat mit ihrer Wasserstoffstrategie deshalb Pläne zum Aufbau von Kapazitäten auf den Weg gebracht. Manche Fragen bleiben jedoch offen.

Was ist grüner Wasserstoff?

Grüner Wasserstoff ist wie auch jeder andere Wasserstoff ein farbloses Gas. Die Bezeichnung „Grün“ bezieht sich auf die Gewinnung. Grüner Wasserstoff wird mittels Elektrolyse gewonnen. Dabei wird durch Elektrizität eine chemische Reaktion herbeigeführt, die Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Im Fall des grünen Wasserstoffs wie die dafür benötigte Elektrizität aus erneuerbaren Energien gewonnen.

Neben grünem Wasserstoff gibt es diverse weitere Farben. Für die Herstellung von türkisem Wasserstoff wird Erdgas in Wasserstoff und Kohlenstoff zerlegt (der Vorgang nennt sich Methanpyrolyse).

Blauer Wasserstoff entsteht durch Aufspaltung von Erdgas in Wasserstoff und CO2. Dabei kommt die sogenannte Dampfreformierung zum Einsatz. Das CO2 wird gebunden und gespeichert und gelangt nicht in die Atmosphäre.

Grauer Wasserstoff entsteht durch die Dampfreformierung fossiler Brennstoffe wie zum Beispiel Erdgas oder Kohle. Hier wird das CO2 nicht gebunden.

Brauner Wasserstoff entsteht durch die Kohlevergasung, bei der Kohlenstoffmonoxid entsteht. Dieses reagiert in einem weiteren Schritt mit Wasserdampf.

Roter Wasserstoff funktioniert wie grüner Wasserstoff und wird mittels Elektrolyse  gewonnen. Die Energie stammt jedoch aus Atomkraftwerken.

Welche Vorteile bietet grüner Wasserstoff?

Wird zur Produktion ausschließlich Ökostrom verwendet, gilt der dabei produzierte grüne Wasserstoff als CO2-neutral.

Die Herstellung von grünem Wasserstoff gilt deshalb als Hoffnungstechnologie im Hinblick auf Ziele im Bereich des Klima- und Umweltschutzes. Wasserstoff verfügt über einen hohen Energiegehalt und kann vielfältig eingesetzt werden – etwa zum Betrieb von Kraftwerken, in der Luft- und Schifffahrt, als Düngemittel oder in Brennstoffzellen. Mit dem Wasserstoff ist es auch möglich, Schwankungen der Produktion erneuerbarer Energien auszugleichen.

So wäre es theoretisch etwa denkbar, die deutschen Importe fossiler Brennstoffe wie Öl und Gas durch grünen Wasserstoff zu ersetzen. Wasserstoff lässt sich auch in synthetisches Erdgas umwandeln und ins Gasnetz einspeisen. Auch die direkte Einspeisung ist begrenzt möglich.

Grüner Wasserstoff: Das sind die Nachteile

Einige Nachteile gibt es allerdings auch. So entstehen bei der Umwandlung von Strom in Wasserstoff hohe Energieverluste. Aktuell wird davon ausgegangen, dass der technologisch erreichbare (aber noch nicht im großen Maßstab erreichte) Wirkungsgrad bei rund 70 % liegen könnte. Dann würden rund 30 % der eingesetzten Energie verloren gehen. Aktuell sind die Verluste noch höher. Generell gibt es bislang nur sehr wenige Produktionsanlagen.

Die Kosten von grünem Wasserstoff richten sich stark nach den Stromkosten. Daten der E-Brdige Consulting GmbH zufolge lagen die Preise für grünen Wasserstoff im Jahr 2022 in einer Spanne von knapp 100 EUR bis hin zu mehr als 1000 EUR pro Megawattstunde. Meistens lagen die Preise wesentlich höher als die für grauen und blauen Wasserstoff.

Die Kosten sollen jedoch sinken – insbesondere durch Preissenkungen bei Wind- und Sonnenstrom sowie durch deutliche Preisrückgänge bei den Elektrolyseuren. Manche Studien gehen davon aus, dass grüner Wasserstoff im Jahr 2050 günstiger als grauer und blauer Wasserstoff sein wird.

Wie wird grüner Wasserstoff durch den Staat gefördert?

Die Bundesregierung fördert den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft durch die nationale Wasserstoffstrategie. In Deutschland selbst soll bis 2030 eine Elektrolysekapazität von 10 GW aufgebaut werden. Ein Schwerpunkt der Strategie ist jedoch die Produktion im Ausland.

Die Bundesregierung stellt fest: „Grüner Wasserstoff lässt sich dort am sinnvollsten produzieren, wo genügend erneuerbare Energie zur Verfügung steht, um die Wasser-Elektrolyse zu betreiben.“ Das Ergebnis sind Partnerschaften mit Australien, Kanada und mehreren afrikanischen Ländern wie zum Beispiel Namibia. Dort soll aus Wind- und Sonn Strom auf ungenutzten Flächen produziert und in Wasserstoff umgewandelt und dieser nach Deutschland verschifft werden.

Hier könnte ein weiterer Nachteil entstehen. Grüner Wasserstoff dient aus Sicht der Bundesregierung nicht zuletzt dazu, Deutschland unabhängig von Energieimporten zu machen. Durch die Produktion auf anderen Kontinenten entsteht eine solche Abhängigkeit jedoch gerade.

So können Sie in grünen Wasserstoff investieren

Das seit 2018 in Kanada gelistete Unternehmen Cerro de Pasco Resources (CSE: CDPR, WKN: A2N7XK) ist ein Ressourcenmanagement- und Bergbauunternehmen, das unter anspruchsvollen ESG-Kriterien zurzeit zwei Kernprojekte in Peru betreibt. Bergbauabfälle sollen aufbereitet und Rohstoffe daraus gewonnen werden; gleichzeitig können sie jedoch bei der Wasserstoffproduktion zum Einsatz kommen.

Als Teil dieser Strategie wurde im Dezember 2021 die Tochterfirma H2-SPHERE ins Leben gerufen. Geschäftsgegenstand dieses Unternehmens ist es, Techniken zu entwickeln, um mineralische Abfälle (wie den auf „El Metalurgista“ vorhandenen Abraum) in „grünen“ Wasserstoff sowie weitere vermarktungsfähige Nebenprodukte umzuwandeln. Dies würde zum einen die künftige Rentabilität jener Konzession verbessern und zugleich den Ursprung der umweltbelastenden sauren Grubenwässer dort beseitigen.

H2-SPHERE arbeitet mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) zusammen. Prof. Dr. Bernhard Dold, der Geschäftsführer von H2-SPHERE und zugleich technischer Direktor bei Cerro de Pasco Resources bestätigte, der Untersuchungsbericht zur „Phase 1 A“ belege, dass die angedachten Techniken in Bezug auf die Produktionskosten und die Energieeffizienz im Vergleich zu üblichen Standardverfahren für „grünen“ Wasserstoff äußerst wettbewerbsfähig seien. Dies eröffne bereits in naher Zukunft das Potenzial für eine alternative Produktionstechnik.

Der Untersuchungsbericht einer ersten Studienphase belegte kürzlich (Nov. 2022), dass man bei den Forschungsarbeiten auf dem richtigen Weg ist, um das Verfahren zur Herstellung von „grünem“ Wasserstoff bei Verwendung der Abraumressourcen aus Peru weiter zu entwickeln. Die Forschung geht nun in die zweite Phase und das Potenzial für Anleger ist enorm, denn Cerro de Pasco Resources ist nicht nur technologisch Vorreiter zur Produktion von grünem Wasserstoff: Das Unternehmen hält eine gigantische Ressource von über 35 Mio. Tonnen des Ausgangsmaterials für grünen Wasserstoff.

Hier geht es zum aktuellen CDPR Fact Sheet.