Wasserstoff

Auf Wasserstoff basierende Technologien haben das Potenzial, unsere Welt entscheidend zu verändern. Wasserstoff kann Strom speichern und damit ein Kernproblem der Energiewende lösen. Und Wasserstoff kann – in Brennstoffzellen – lokal emissionsfrei Autos antreiben. Die Bundesregierung hat 2020 eine nationale Wasserstoffstrategie beschlossen. Ihr Ziel: Die Weichen dafür zu stellen, „dass Deutschland bei Wasserstofftechnologien die Nummer 1 in der Welt wird“. Diesem Ziel schließen wir uns als TÜV-Verband an. Wir wissen um die vielen technologischen und wirtschaftlichen Herausforderungen rund um den Einsatz von Wasserstoff, die noch nicht gelöst sind. Und wir werden unseren Beitrag leisten sie zu lösen.

Grüner oder grauer Wasserstoff?

Wasserstoff wird beispielsweise durch Elektrolyse gewonnen, wenn Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff geteilt wird. Heute entsteht Wasserstoff meist als Nebenprodukt der Chemieindustrie oder wird mit fossiler Energie erzeugt. Dabei entsteht der sogenannte graue Wasserstoff. Der Vorteil: Die technischen Verfahren sind ausgereift. Der Nachteil: Kohlendioxid (CO2) wird ausgestoßen, was dem globalen Ziel der Dekarbonisierung widerspricht. Die Aufgabe besteht jetzt darin, umzusteigen von diesem „grauen“ auf „grünen“ Wasserstoff – geschaffen mit Strom aus Wind-, Wasser- und Sonnenenergie.

Erste Pilotanlagen für grünen Wasserstoff sind bereits in Betrieb. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen werden größere Anlagen gebaut, die später auch wirtschaftlich rentabel sein sollen. Die Expert:innen der TÜV-Organisationen begleiten die Forschungen und Bauprojekte mit ihrem Fachwissen, damit diese Anlagen so sicher wie möglich werden.

Als Startschuss setzt die Befreiung der Produktion von grünem Wasserstoff von der EEG-Umlage ein wichtiges Zeichen. Deutschland hat ein vitales Interesse an einer sicheren und zukunftsfähigen Versorgung mit CO2-neutralen Gasen, um insbesondere die Potenziale zur Dekarbonisierung in der Industrie zu erschließen.

Der größte Stromspeicher: das Erdgasnetz

Ein Kernproblem der Energiewende: Strom lässt sich kaum speichern. Das ist problematisch, wenn die Sonne scheint, der Wind weht und mehr Strom erzeugt wird als verbraucht werden kann. Derzeit wird dieser „Überschussstrom“ zu Dumping-Preisen in die deutschen Nachbarländer verkauft. Mitunter ist selbst das nicht möglich und Windräder müssen trotz steifer Brise abgeschaltet werden.

Dieses Problem kann grüner Wasserstoff lösen. Aus Wind- oder Solarstrom gewonnen, kann er anschließend auf lange Zeit im Erdgasnetz gespeichert werden. Das Erdgas-Wasserstoff-Gemisch kann bei Bedarf vielerorts entnommen werden, um in Erdgaskraftwerken Strom zu erzeugen.

Autofahren per Brennstoffzelle

Die Zukunft des Autos liegt in der Elektromobilität– und damit auch beim Wasserstoff. Brennstoffzellen wandeln Wasserstoff in Energie um, die den Elektromotor antreibt. Abgase gibt es keine, als Emission entsteht nur Wasserdampf.

Diese Technologie offenbart ihre Vorteile, wenn batterie-elektrische Fahrzeuge mit ihrer Reichweite an Grenzen stoßen. Aus Sicht des TÜV-Verbands ist dies vor allem bei Nutzfahrzeugen der Fall oder wenn sehr lange Strecken bewältigt werden müssen.

Voraussetzung für den Erfolg der Brennstoffzellen-Technologie sind sinkende Produktionskosten und Anpassungen der rechtlichen Rahmenbedingungen. Erst wenn die Kosten von grünem Wasserstoff vergleichbar mit denen anderer, fossiler Energieträger sind, besteht für Nutzer:innen ein Anreiz, auf Wasserstoff- und Brennstoffzellensysteme umzusteigen.

Die Aufgaben der TÜV-Organisationen

Parallel dazu muss eine flächendeckende Infrastruktur aufgebaut werden. Das betrifft die Beförderung des Wasserstoffs von den Erzeuger:innen zu den Verbraucher:innen mithilfe von Rohrfernleitungen, Pipelines, Tankfahrzeugen oder Eisenbahnkesselwagen sowie die Abgabe des Brennstoffs mit dem Aufbau eines flächendeckenden Netzes von Wasserstofftankstellen.

Für den Einsatz von Wasserstoff als Energiespeicher gelten andere sicherheitstechnische Anforderungen. Das erfordert Fachkompetenz und Erfahrung bei Planung, Bau und Prüfung der entsprechenden technischen Anlagen und Komponenten. Die Expert:innen der TÜV-Organisationen haben umfangreiche Erfahrung bei der Bewertung der Sicherheit von Infrastrukturanlagen wie Elektrolyseuren, Brennstoffzellen oder Wasserstofftankstellen. Ebenso ausgeprägt ist ihre Expertise bei der Prüfung von Konzepten zur sicheren Elektromobilität mit Wasserstoff. Sie werden viel zu tun haben, um dieser Zukunftstechnologie zum Durchbruch zu verhelfen. Aber: Es lohnt sich!