Wasserstoff "Allgemein"
Wasserstoff ist das einfachste und leichteste chemische Element im Periodensystem. Es ist farblos, geruchlos und geschmacklos. Wasserstoff ist auch das am häufigsten vorkommende Element im Universum.
Wasserstoff besteht aus einem Atom mit einem Elektron und einem Proton im Kern. Es hat keine Neutronen, was es zu einem Isotop namens Protium macht. Es gibt jedoch auch andere Wasserstoffisotope, die Neutronen im Kern haben, wie zum Beispiel Deuterium und Tritium.
​
Wasserstoff ist in vielen verschiedenen Formen verfügbar, einschließlich gasförmigem Wasserstoff, flüssigem Wasserstoff und metallischem Wasserstoff. Gasförmiger Wasserstoff wird oft als Brennstoff in Brennstoffzellen verwendet, da er sehr effizient und sauber verbrennt und nur Wasserdampf abgibt.
Wasserstoff spielt auch eine wichtige Rolle in der kosmischen Chemie und Astrophysik, da es das erste Element im Universum war, das während des Urknalls entstand.
​
In der Industrie wird Wasserstoff oft als Rohstoff für die Herstellung von chemischen Verbindungen wie Ammoniak und Methanol verwendet. Es wird auch in der Metallurgie und als Brennstoff für Raketen eingesetzt.
Wasserstoff wird auch als potenzieller Ersatz für fossile Brennstoffe betrachtet, da es bei der Verbrennung nur Wasserdampf produziert und keine schädlichen Emissionen wie Kohlenstoffdioxid oder Stickoxide freisetzt.
1
Hohe Energiedichte
4
KEINE CO2-Emissionen bei Nutzung
2
Vielseitige An-wendungen
5
Lange Lebensdauer
3
Geringe Geräusch-entwicklung
6
Unabhängigkeit von Fossilen Energien
Welche Wasserstoff Arten gibt es?
Grüner Wasserstoff: Grüner Wasserstoff wird durch Elektrolyse von Wasser unter Verwendung von erneuerbaren Energiequellen wie Solarenergie, Windenergie oder Wasserkraft erzeugt. Da bei der Herstellung kein fossiler Brennstoff verwendet wird, produziert grüner Wasserstoff keine CO2-Emissionen und gilt daher als umweltfreundlich.
Blauer Wasserstoff: Blauer Wasserstoff wird durch die Dampfreformierung von Erdgas hergestellt, wobei CO2 als Nebenprodukt entsteht. Um die CO2-Emissionen zu reduzieren, wird das entstehende CO2 in der Regel abgeschieden und unterirdisch gespeichert.
Grauer Wasserstoff: Grauer Wasserstoff wird durch die Dampfreformierung von Erdgas hergestellt, ohne dass Maßnahmen zur CO2-Abscheidung ergriffen werden. Daher ist die Herstellung von grauem Wasserstoff mit hohen CO2-Emissionen verbunden.
Brauner Wasserstoff: Brauner Wasserstoff wird durch die Verarbeitung von Braunkohle hergestellt. Die Produktion von braunem Wasserstoff führt zu hohen CO2-Emissionen und gilt daher als sehr umweltschädlich.
Türkiser Wasserstoff: Türkiser Wasserstoff wird durch die Spaltung von Methan unter Verwendung von erneuerbaren Energien erzeugt. Diese Methode ermöglicht die Erzeugung von Wasserstoff mit geringen CO2-Emissionen.
Violetter Wasserstoff: Violetter Wasserstoff wird durch die thermische Spaltung von Methan hergestellt, wobei nur Wasserstoff und Feststoffe als Endprodukte entstehen. Es gibt keine CO2-Emissionen bei der Herstellung von violettem Wasserstoff.
Wasserstoff selbst hat keine Farbe, da es ein farbloses, geruchloses und geschmackloses Gas ist.
DATEN, ZAHLEN UND FAKTEN
Wasserstoff wird weltweit als Energieträger genutzt und hat in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen. Laut einer Studie der Internationalen Energieagentur (IEA) wurden im Jahr 2020 weltweit rund 115 Millionen Tonnen Wasserstoff produziert. Etwa 95% davon werden aus fossilen Brennstoffen hergestellt, während der Rest durch Elektrolyse von Wasser mit erneuerbaren Energien gewonnen wird.
​
Der größte Teil des produzierten Wasserstoffs wird für die Herstellung von Ammoniak, Methanol und Raffinerieprodukten wie Benzin und Diesel verwendet. Der Einsatz von Wasserstoff als Brennstoff für Transportmittel wie Autos, Züge und Schiffe steckt noch in den Anfängen. Im Jahr 2020 waren weltweit nur rund 11.200 Wasserstoff-Fahrzeuge im Einsatz, während die Zahl der Wasserstoff-Tankstellen bei etwa 570 lag.
​
Experten prognostizieren jedoch einen deutlichen Anstieg des Wasserstoffbedarfs in den nächsten 30 Jahren. Die IEA geht davon aus, dass die weltweite Wasserstoffproduktion bis 2050 auf rund 530 Millionen Tonnen pro Jahr ansteigen wird, wobei bis zu 40% davon durch Elektrolyse von Wasser mit erneuerbaren Energien gewonnen werden könnten.
​
Besonders vielversprechend ist der Einsatz von Wasserstoff in der Industrie und im Verkehrssektor. In der Industrie könnte Wasserstoff dazu beitragen, die CO2-Emissionen zu reduzieren, indem er fossile Brennstoffe ersetzt. Im Verkehrssektor kann Wasserstoff eine Alternative zu batteriebetriebenen Fahrzeugen bieten, insbesondere für schwere Lastwagen, Schiffe und Flugzeuge.
​
Der Ausbau der Wasserstoffinfrastruktur ist jedoch eine Herausforderung, da erhebliche Investitionen in Produktionsanlagen, Pipelines und Tankstellen erforderlich sind. Die IEA schätzt, dass bis 2030 etwa 17 Milliarden US-Dollar in den Ausbau der Wasserstoffinfrastruktur investiert werden müssen, um die Ziele des Pariser Abkommens zu erreichen.
​
Insgesamt wird der weltweite Wasserstoffbedarf in den nächsten 30 Jahren voraussichtlich stark ansteigen, insbesondere in der Industrie und im Verkehrssektor. Der Ausbau der Wasserstoffinfrastruktur wird jedoch eine Herausforderung bleiben und erfordert erhebliche Investitionen.