Wasserstoff: Energie der Zukunft?

Stell dir ein Auto vor, aus dessen Auspuff nur sauberes Wasser tropft. Keine Abgaswolke, kein CO₂. Genau das versprechen Wasserstoffbusse, die heute schon durch manche Städte fahren. Wasserstoff gilt vielen als Energieträger der Zukunft, für Stahlwerke, Schiffe und Flugzeuge. Ob er dieses Versprechen halten kann, entscheidet die Chemie, und ein bisschen auch die Ehrlichkeit beim Rechnen.

Verbrennen ohne Ruß und CO₂

Wenn Wasserstoff mit reinem Sauerstoff verbrennt, entsteht nichts als Wasser: 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O. Zähl selbst nach: Links stehen 4 Wasserstoffatome und 2 Sauerstoffatome, rechts genauso. Die Gleichung ist ausgeglichen, kein Atom geht verloren. Weil im Brennstoff kein Kohlenstoff steckt, kann auch kein CO₂ und kein Ruß entstehen. Verbrennt Wasserstoff dagegen in normaler Luft, können bei der hohen Flammentemperatur zusätzlich Stickoxide entstehen. Wirklich nur Wasser als Abgas liefert erst die Brennstoffzelle. Beim Verbrennen wird viel Energie frei: Pro Kilogramm liefert Wasserstoff etwa dreimal so viel Energie wie Benzin. Pro Liter ist es allerdings deutlich weniger als bei Benzin, denn das Gas ist extrem leicht.

Der Haken: Woher kommt der Wasserstoff?

Auf der Erde gibt es kaum freien Wasserstoff, man muss ihn erst herstellen. Der sauberste Weg ist die Elektrolyse: Strom zerlegt Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff, also die Verbrennung rückwärts. Grün ist dieser Wasserstoff aber nur, wenn der Strom aus Wind, Sonne oder Wasserkraft stammt. Kommt der Strom aus Kohle oder Gas, verschiebt man das CO₂ nur vom Auspuff ins Kraftwerk. Heute wird der meiste Wasserstoff sogar direkt aus Erdgas gewonnen, wobei CO₂ entsteht. Die Farbe des Wasserstoffs entscheidet also, ob er dem Klima wirklich hilft.

Speicher, Brennstoffzelle und offene Fragen

Wasserstoff kann Energie speichern, wenn Wind und Sonne mehr liefern, als wir gerade brauchen. In der Brennstoffzelle reagiert er später kontrolliert mit Sauerstoff und liefert direkt Strom, wieder mit Wasser als einzigem Abgas. Aber es bleiben ehrliche Fragen: Das Gas braucht viel Platz und muss stark verdichtet oder auf etwa −253 °C tiefgekühlt werden, bei Herstellung, Transport und Rückverwandlung geht ein großer Teil der Energie verloren, und grüner Strom ist noch knapp. Dazu kommt die Sicherheit: Wasserstoff ist extrem leicht entzündlich und bildet mit Sauerstoff, auch mit dem aus der Luft, ein explosives Gemisch, das Knallgas. Deshalb lagert er in besonders stabilen Hochdrucktanks, im Auto bei rund 700 bar, und Anlagen müssen sorgfältig auf Dichtheit geprüft werden, weil das winzige Molekül leicht durch feine Lecks entweicht. Vieles spricht dafür, Wasserstoff zuerst dort einzusetzen, wo Batterien nicht reichen: in Stahlwerken, auf Schiffen und in Flugzeugen. Ob er auch das normale Auto erobert, ist offen.