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Warum Wasserstoff als Energieträger?

Inflation, Krieg in Europa und der daraus entstandene Wunsch nach einer geringeren Abhängigkeit von exportierten Energieträgern bestimmen die Nachrichten. Auch die Folgen des Klimawandels werden zunehmend spürbar. Da jedoch keiner freiwillig auf den gewohnten Standard beim Stromverbrauch verzichten will, ist es umso wichtiger, grüne Alternativen zu finden. Wasserstoff H2 war in diesem Zusammenhang lange Zeit nicht so präsent, weil sich dieser Energieträger im Gegensatz zu anderen Varianten  finanziell nicht gerechnet hat.

Doch ohne Wasserstoff als Energieträger können die selbst gesteckten Ziele der Co2-Neutralität der Europäischen Union, der Bundesrepublik Deutschland und des Landes Baden-Württembergs nicht erreicht werden, – und es gibt noch viel zu tun. Erfahren Sie auf dieser Seite mehr über das Thema Wasserstoff und darüber, was die Region Mittlere Alb-Donau leistet, um dieses Thema im wahrsten Sinne zum Leuchten zu bringen.

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Wie gefährlich ist Wasserstoff?

Wasserstoff ist vielen noch aus der Schulzeit bekannt. Dort wird sehr gerne das Experiment mit Knallgas durchgeführt. Dabei verbrennt Sauerstoff mit Wasserstoff zu Wasser. Wichtig ist hier zu wissen, dass Wasserstoff nicht per se explodiert, sondern nur unter bestimmten Voraussetzungen.

Es benötigt einen Oxidator wie beispielsweise reinen Sauerstoff, also Luft in einem bestimmten Volumenverhältnis zum Wasserstoff, sowie eine Zündquelle. Werden in Luft circa 4 % Wasserstoff beigemischt (unter atmosphärischem Druck), dann lässt sich dieses Gemisch mit einer Zündquelle entzünden. Explosionsgefahr herrscht hier jedoch noch nicht.

Diese ist erst ab einer Wasserstoffkonzentration von 18 % gegeben. Sobald rund 75 % Wasserstoff vorhanden sind, sind Entzündungen und somit auch Explosionen nicht mehr möglich, da die Menge an Sauerstoff dafür nicht ausreicht. Da Wasserstoff 14-mal leichter als Luft ist und sich somit schnell im Freien verflüchtigt, verringert sich die Explosionsgefahr von Wasserstoff zusätzlich.

Wasserstoff ist mit einen physikalischen und chemischen Eigenschaften nicht gefährlicher als herkömmliche Energieträger wie Erdgas oder Erdöl. Im Vergleich zu herkömmlichen Kraftwerken fallen die Emissionen bis zu 100-mal geringer aus, wenn Wasserstoff in Brennstoffzellen mit höherer Betriebstemperatur eingesetzt wird.

Wasserstoff kann bei einem entsprechenden Mischungsverhältnis mit Sauerstoff explosiv sein und verbreitet sich schnell, doch er verflüchtigt sich eben auch in kurzer Zeit. Eine nicht zu unterschätzende Gefahr besteht in der Farb- und Geruchslosigkeit von Wasserstoff. Aus diesem Grund werden Wasserstofflecks oft nicht bemerkt.

Was hat Wasserstoff mit der Energiewende zu tun?

Wasserstoff gilt als wichtiger Baustein der Energiewende. Der Hintergrund: Klimaneutralität kann nur durch das Senken der CO2-Emissionen erreicht werden. Der Einsatz von Wasserstoff kann dabei helfen, auf fossile Energieträger (Erdöl, Erdgas und Kohle) zu verzichten. Denn Wasserstoff und seine Folgeprodukte wie beispielsweise Methan, Ammoniak oder Methanol können in der Industrie, im Verkehr und auch als Wärmequelle für Quartierslösungen eingesetzt werden.

Da Wasserstoff auf der Erde selten in Reinform vorkommt und deshalb erst aus einer Verbindung wie zum Beispiel aus Wasser (H2O) gelöst werden muss, kostet die Wasserstoff-Produktion aber wiederum Energie. Ob diese Herstellung und damit der Wasserstoff an sich klimaneutral sind, hängt von der verwendeten Energiequelle ab.

Wie kann Wasserstoff transportiert werden?

Wasserstoff kann in unterschiedlichen Formen transportiert werden. Je nachdem, ob Wasserstoff in Gasform, in flüssiger Form, als Bestandteil von Ammoniak oder als flüssiger organischer Wasserstoffträger (Liquid Organic Hydrogen Carrier / LOHC) transportiert werden soll, kommen unterschiedliche Vehikel zum Einsatz.

→ Wasserstoff in Gasform
Wasserstoff wird in Form von Gas vorzugsweise per Lkw oder Bahn transportiert. Ein Bündel von 28 Gasflaschen kann etwa 250 Kubikmeter Gas bei 200 bar speichern. Trailer können noch mehr Wasserstoff transportieren; bis zu neun große Druckgasflaschen können über 4.000 Kubikmeter (entspricht 530 Kilogramm) Wasserstoff speichern.

Pipelines sind effizient für den Transport von großen Mengen gasförmigen Wasserstoffs. Sie bestehen aus nahtlos verbundenen oder verschweißten Rohren aus rostfreiem Stahl. Ein großer Vorteil bei dem Transport von Wasserstoff in Pipelines: Teile dieser Infrastrukturen sind in Deutschland, in Form des umfassenden Erdgasnetztes, bereits vorhanden. Die Bundesregierung und die deutschen Fernleitungsbetreiber planen für Deutschland ein ca. 10.000 km langes Wasserstoff-Kernnetz. Beim Aufbau wird auch das bestehende Erdgasnetz genutzt. Ca. 60 Prozent der 10.000 km sollen umgewidmete Erdgasleitungen aus dem Bestand sein.

Europäische Gasunternehmen planen mit dem  „Hydrogen Backboone“ ein 23.000 Kilometer langes Pipelinesystem bis 2030, das verschiedene Länder miteinander verbindet. Auch bei dem Hydrogen Backbone wird stark auf die Umwidmung von Bestandsleitungen gesetzt. Der Verein H2-Wandel setzt sich gemeinsam mit anderen Interessensvertretungen dafür ein, dass auch in Baden-Württemberg eine gute Anbindung an das geplante Wasserstoffkernnetz eingeplant wird. 

→ Wasserstoff in flüssiger Form
Flüssiger Wasserstoff (LH₂) kann effizient mit Tanklastern transportiert werden. LH₂-Anhänger ermöglichen den Transport von 3.370 Kilogramm, das ist mehr als das Sechsfache der gasförmigen Variante. Der Bahntransport von flüssigem Wasserstoff ist theoretisch möglich, aber es fehlen noch genehmigte Transportbehälter.
Vorteilhaft wäre es auch, wenn der Flüssigwasserstoff nach Lieferung nicht weiter umgewandelt, sondern direkt weiterverwendet oder als LH₂ gespeichert werden könnte.

→ Wasserstoff als Ammoniak
Der Transport von Wasserstoff als Ammoniak (NH3) ist eine  Möglichkeit, da dafür bereits weltweit eine Infrastruktur vorhanden ist. Allerdings muss Ammoniak sehr vorsichtig gehandhabt werden, da es giftig ist und Augen sowie Atemwege reizen kann, was im schlimmsten Fall die Lunge schädigt.

→ Wasserstoff als LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carrier)
Flüssige organische Wasserstoffträger (LOHC) sind Stoffe, die Wasserstoff speichern und wieder freigeben können. Sie funktionieren wie ein „Wasserstoff-Tank“. Der Vorteil ist, dass sie Wasserstoff in flüssiger Form sicher und einfach transportieren können. Allerdings erfordert das Freisetzen von Wasserstoff aus LOHCs Energie und zusätzliche Verarbeitungsschritte.

Was tragen unsere Projekte zur Energiewende bei?

Simple Antwort: eine ganze Menge! Die Projekte unter dem Dach des Vereins H2-Wandel – Modellregion Grüner Wasserstoff Baden-Württemberg e.V. decken die gesamte Wertschöpfungskette rund um Wasserstoff ab – von der Erzeugung über die Verteilung bis zum Einsatz zu unterschiedlichen Zwecken.

Grüner Wasserstoff gilt als wichtiger Baustein der Energiewende, – und wir kümmern  uns mit Hilfe unserer kompetenten und engagierten Partnern darum, dass in unserer Region das notwendige Knowhow und die notwendige Struktur aufgebaut werden.

Interesse an mehr Infos? Dann schauen Sie gerne bei unseren Leuchttürmen vorbei!

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