Das Wasserstoffproblem

Wasserstoff wird oft als der Kraftstoff der Zukunft vorgeschlagen, aber der Übergang von der aktuellen fossilbasierten Wirtschaft zu einer Wasserstoffwirtschaft erfordert die Lösung zahlreicher komplexer wissenschaftlicher und technologischer Probleme, die mehrere Jahrzehnte in Anspruch nehmen werden. Wasserstoff ist kein alternativ verwendbarer Kraftstoff, sondern ein Energieträger, der durch die Nutzung von Energie aus wasserstoffreichen Verbindungen hergestellt werden muss. Die Produktion aus Benzin oder Erdgas bietet keinen Vorteil gegenüber der direkten Nutzung solcher Brennstoffe. Die Produktion aus Kohle durch Vergasung mit Erfassung und Speicherung von CO₂ könnte eine vorübergehende Lösung sein. Die Wasserspaltung durch künstliche Fotosynthese, photobiologische Methoden auf Algenbasis und hohe Temperaturen, die durch Kernkraftwerke oder konzentrierte Solarenergie gewonnen werden, sind vielversprechende Ansätze, aber noch weit von praktischen Anwendungen entfernt. In den nächsten Jahrzehnten wird die Entwicklung der Wasserstoffwirtschaft höchstwahrscheinlich auf der Elektrolyse von Wasser beruhen, bei der enorme Mengen elektrischer Energie benötigt werden, die ihrerseits erzeugt werden müssen. Die Stromerzeugung durch Verbrennung fossiler Brennstoffe kann natürlich keine rationale Lösung sein. Wasserkraft kann nur einen sehr bescheidenen Beitrag leisten. Daher wird es notwendig sein, große Mengen elektrischer Energie durch Kernenergie oder durch erneuerbare Energien zu erzeugen. Eine Wasserstoffwirtschaft, die auf Kernstrom basiert, würde den Bau von Tausenden von Kernfissionsreaktoren erfordern, was alle Probleme im Zusammenhang mit der Nutzung von Kernenergie (z.B. sichere Entsorgung radioaktiver Abfälle, nukleare Proliferation, Stilllegung von Anlagen, Uranmangel) verstärken würde. Prinzipiell haben Wind-, Photovoltaik- und konzentrierte Solarenergie das Potenzial, enorme Mengen elektrischer Energie zu erzeugen, aber abgesehen von Wind sind diese Technologien zu wenig ausgereift und zu teuer, um solch eine große Aufgabe in kurzer Zeit zu bewältigen. Eine vollständige Entwicklung einer Wasserstoffwirtschaft erfordert ebenfalls Verbesserungen in der Wasserstoffspeicherung, -transport und -verteilung. Wasserstoff und Elektrizität können leicht durch Elektrolyse und Brennstoffzellen umgewandelt werden, und welcher dieser beiden Energieträger in dem entscheidenden Bereich der Antriebstechnologie für Straßenfahrzeuge dominieren wird, hängt von den Lösungen ab, die für ihre speziellen Nachteile gefunden werden, nämlich Speicherung für Elektrizität und Transport und Verteilung für Wasserstoff. Es steht außer Zweifel, dass die Stromerzeugung durch erneuerbare Energien, die Energiespeicherung durch Wasserstoff und der Transport und die Verteilung elektrischer Energie durch intelligente Stromnetze eine wesentliche Rolle im Ausstieg aus fossilen Brennstoffen spielen werden.