Wasserstofferzeugung durch Elektrolyse und weitere Verfahren

Der dritte Baustein der Energiewende - nach dem Ausbau der erneuerbaren Energien und dem Einsatz von elektrischen Energiespeichern - wird der Was serstoff sein. Gerade für den Einsatz in industriellen Prozessen wie der Stahlin dustrie und der chemischen Industrie sowie bei der Langstreckenmobilität, dem Schwerlasttransport oder im Flugverkehr, wo Batteriespeicher technologisch an ihre Grenzen stoßen, bieten sich Wasserstoff und auf Wasserstoff basierende synthetische Kraftstoffe an. Später wird die Anwendung auch in der Rückver stromung und teilweise auch im Wärmesektor an Bedeutung gewinnen. Die Kopplung mit regenerativen Energiequellen (Windkraft, Photovoltaik) und die sektorübergreifende Vernetzung des Energiesystems werden erst mittels Was serstofferzeugung durch Elektrolyse möglich. Im Folgenden werden die verschiedenen marktverfügbaren bzw. in der Markteinführung befindlichen Technologien zur Wasserstofferzeugung vorge stellt und bezüglich ihrer Vor- und Nachteile beschrieben. Während sich die alkalische Elektrolyse schon seit Jahrzehnten im Markt etabliert hat, befindet sich die PEM-Elektrolyse in der Phase des Scale-Ups und der Kostende gression. Aussichtsreiche weitere - noch in der Entwicklung bzw. in der Demonstrationsphase befindliche - Technologien sind die Hochtemperatur elektrolyse und die alkalische Membranelektrolyse. Diesen „grünen“ Verfahren zur Wasserstofferzeugung werden sowohl die bisherigen Verfahren (grauer Wasserstoff: Erdgas-Dampfreformierung) als auch neue, auf fossilen Ener gien basierende Verfahren (blauer/türkiser Wasserstoff) gegenübergestellt. Im Ausblick werden photokatalytische und biologische Verfahren vorgestellt.