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Wasserstoff ist ein geruchloses, unsichtbares Gas mit einer großen Zukunft, denn es handelt sich um einen der umweltfreundlichsten Kraftstoffe, die die Welt in den kommenden Jahren antreiben werden. Viele Regierungen haben sich verpflichtet, die Mittel für Wasserstoffprojekte erheblich aufzustocken, um nicht nur die CO2-Emissionsziele zu erreichen, sondern auch das Wirtschaftswachstum nach der Covid-Pandemie anzukurbeln. So hat sich die Europäische Kommission verpflichtet, die bestehenden Mittel für die Wasserstoffinfrastruktur zu verdoppeln. Das Gas lässt sich auf unterschiedliche Weise gewinnen.
Brauner und grauer Wasserstoff
Seit Jahrhunderten stellen Gaswerke Wasserstoff aus Braukohle her, daher der Name brauner Wasserstoff. Mit Hilfe von Wasser und Wärme kann Kohle „vergast“ werden. Bei diesem Herstellungsprozess entsteht Synthesegas, das hauptsächlich eine Mischung aus Kohlendioxid (CO₂), Kohlenmonoxid (CO), Wasserstoff, Methan und Ethylen enthält. Die ersten beiden Gase haben keinen Nutzen für die Stromerzeugung und sind sehr umweltschädlich, wenn sie freigesetzt werden. Chemie-Unternehmen können aus diesem Gemisch jedoch relativ einfach Wasserstoff destillieren, was diese Art der Gaserzeugung attraktiv macht. Da die Verwendung von Kohle zurückgeht, wurden in den vergangenen Jahren vermehrt Müllverbrennungsanlagen eingesetzt, um braunen Wasserstoff herzustellen.
Der größte Teil des weltweit produzierten Wasserstoffs wird heute aus Erdgas gewonnen und grauer Wasserstoff genannt. So ist der von der deutschen Industrie verbrauchte Wasserstoff zu 85 Prozent grau. Wie bei braunem Wasserstoff entsteht auch bei diesem Verfahren eine Menge Kohlenstoffabfall. Bei der Herstellung wird außerdem Methan freigesetzt, das ein sogar noch schädlicheres Treibhausgas ist wie CO2.
Blauer Wasserstoff mit weniger Umweltverschmutzung
Blauer Wasserstoff scheint eine praktikable, umweltfreundlichere Alternative zu braunem und grauem Wasserstoff zu sein. Er beruht auf demselben Produktionsverfahren wie grauer Wasserstoff, versucht aber vor allem, das bei der Produktion freigesetzte CO2 abzuscheiden und anschließend zu speichern.
Mit blauem Wasserstoff lassen sich nicht nur CO2-Emissionen von Lastkraftwagen und Fluggesellschaften reduzieren. Es gibt auch Pläne, blauen Wasserstoff zu verwenden, um den Gasmix in den nationalen Netzen für die Beheizung von Privathaushalten und die industrielle Nutzung zu verändern und so zur Dekarbonisierung beizutragen.
Eine aktuelle Studie hat jedoch gezeigt, dass die CO2-Emissionen, die bei der Herstellung von Wasserstoff einschließlich der Kohlenstoffabscheidung eingespart werden, nicht so umfangreich sind wie erwartet und wahrscheinlich höher als bei der Verwendung von Erdgas als Kraftstoff. Die Umweltfreundlichkeit der Produktion von blauem Wasserstoff ist daher fraglich.
Grüner Wasserstoff
Bei der Herstellung von grünem Wasserstoff wird ganz auf umweltschädliche Chemikalien verzichtet und nur Wasser und Strom benötigt, um durch Elektrolyse Wasserstoff zu erzeugen. Durch die Verwendung von Wasser-, Wind- und/oder Solarenergie ist dieser Wasserstoff kohlenstofffrei und somit wirklich umweltfreundlich.
Folgerichtig haben sich die Regierungen verpflichtet, umfangreich in die grüne Wasserstoffproduktion zu investieren. Deutschland hat sich das Ziel gesetzt, bis 2030 fünf Gigawatt (GW) Elektrolyse-Kapazitäten für Wasserstoff zu produzieren (derzeit 750 MW), mit einem Potenzial für weitere fünf GW bis 2035.
Der künftige Bedarf erscheint im Vergleich zum derzeitigen Stromverbrauch beträchtlich. Bis 2050 wird die weltweite Nachfrage nach sauberem Wasserstoff 500 bis 800 Millionen Tonnen pro Jahr erreichen und 15 Prozent des gesamten End-Energiebedarfs ausmachen. Dies würde bis zu 30.000 TWh kohlenstofffreien Stroms erfordern, zusätzlich zu den geschätzten 90.000 TWh, die für die direkte Elektrifizierung benötigt werden, wie die Denkfabrik Energy Transitions Commission in einem kürzlich erschienenen Bericht darlegt.
Beim Umstieg auf blauen und grünen Wasserstoff im großen Stil gibt es jedoch einige Hürden. Neben relativ hohen Kosten für zusätzlich benötigte Stoffe im Umwandlungsprozess, der Herausforderung von Skalierbarkeit zu großtechnischen Anlagen wie auch danach die sichere und ökologisch verträgliche Zwischenspeicherung von größeren Mengen an grünem Wasserstoff.
Eine weitere Schwierigkeit besteht in der zusätzlich benötigten Infrastruktur für den Transport von Wasserstoff. Diese ist in den meisten Gebieten noch unterentwickelt. Außerdem ist die langfristige Wirksamkeit und Rentabilität von Lösungen zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung noch nicht erwiesen. Der Weg zu einer saubereren Wasserstoffproduktion ist nicht so einfach, wie viele vielleicht erwartet haben. Dennoch ist das Thema auch für Anleger interessant, vor allem, wenn es um grünen Wasserstoff geht.
Nachhaltiges Geschäftsmodell
Der deutsche Industriegashersteller Linde ist einer der größten Wasserstoffproduzenten der Welt. Das Unternehmen stellt sich der Herausforderung des Übergangs von der grauen zur grünen Wasserstoffproduktion und nutzt diese attraktive Geschäftsmöglichkeit, die der Welt helfen wird, wichtige Klimaschutzziele zu erreichen. Allerdings trübt ein geringer (kompensierter) Anteil an durch Fracking erzielten Einnahmen das gute Image. Es gibt aber keine nennenswerten Kontroversen und das Unternehmen berichtet sehr detailliert und transparent über seine Nachhaltigkeitsbemühungen.
Die Produkte und Dienstleistungen des Unternehmens zielen ausdrücklich darauf ab, die Ressourceneffizienz für die Kunden zu verbessern, und das Unternehmen hat sich klare Ziele in den Bereichen Umwelt, Soziales und Unternehmensführung gesetzt, die sich an den UN-Zielen für nachhaltige Entwicklung orientieren.
Linde stellt dies weiterhin unter Beweis, indem es mit Geschäftspartnern bei der Umstellung ihrer Produktionsprozesse von grauem auf grünen Wasserstoff zusammenarbeitet. So hat das Unternehmen kürzlich eine langfristige Vereinbarung mit Infineon Technologies über die Produktion und Speicherung von hochreinem grünem Wasserstoff bekannt gegeben. Es ist das erste Mal, dass grüner Wasserstoff in der Halbleiterfertigung von Infineon eingesetzt wird. Das Beispiel Linde zeigt einmal mehr, dass sich mit nachhaltigem wirtschaften auch gutes Geld verdienen lässt.