Wasserstoff – Energieträger der Zukunft

Eine Wirtschaft ohne Treibhausgase innerhalb der nächsten 30 Jahre - das ist das erklärte Ziel Europas, um den Klimawandel aufzuhalten. Erneuerbare Energien sollen fossile Brennstoffe wie Öl, Kohle und Gas ablösen. Im Zuge der nachhaltigen Umgestaltung der Energieversorgung wird Wasserstoff dabei eine wichtige Rolle spielen.

Für saubere Mobilität, die effiziente Versorgung mit Strom und Wärme, als Speicher zum Ausgleich schwankender erneuerbarer Energien, als Grundlage für alternative Treibstoffe oder als Prozessgas in der Industrie – Wasserstoff ist als Energieträger sehr vielseitig, über die Sektorengrenzen hinweg einsetzbar und bietet so große Synergiepotenziale. Nachhaltig und wirtschaftlich erzeugter Wasserstoff ist deshalb ein zentraler Baustein, um den Ausstoß vor allem des schädlichen Treibhausgases CO2 in den Bereichen Energie, Verkehr und Industrie massiv zu senken und dadurch dem Klimawandel zu begegnen. Der Aufbau einer sektorenübergreifenden und möglichst globalen Wasserstoffwirtschaft eröffnet gleichzeitig enorme Chancen für neue Technologien und Geschäftsmodelle.

Jetzt die Weichen stellen für ein klimaneutrales Energie- und Verkehrssystem

Das DLR ist in allen Bereichen der Wasserstoffforschung und entlang der ganzen Prozesskette – von der Erzeugung über die Speicherung bis zur Nutzung aktiv. Mit der Erfahrung aus mehreren Jahrzehnten arbeiten seine Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler daran, ihn umfassend nutzbar zu machen. Um Wasserstoff bald in großindustriellem Maßstab nachhaltig und wirtschaftlich herzustellen, forscht das DLR vor allem an zwei Methoden: der Elektrolyse und solarthermischen Verfahren. Ebenso untersucht das DLR, wie sich Wasserstoff möglichst effizient und sicher speichern und auch über weite Strecken transportieren lässt. Das DLR entwickelt sowohl spezielle Brennstoffzellen als auch neuartige Wasserstofftanks für den mobilen Einsatz und integriert sie in die jeweiligen Gesamtsysteme, seien es Autos, Busse, Lastwagen, Lastenfahrräder, Züge, Flugzeuge oder Schiffe. Gemeinsam mit Turbinen- und Kraftwerksherstellern forschen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf dem Gebiet der Brennstoffflexibilität und entwerfen Konzepte, wie Gemische aus Erdgas und Wasserstoff möglichst stabil und schadstoffarm verbrennen.

Prof. Karsten Lemmer, Vorstandsmitglied des DLR und verantwortlich für das Vorstandsressort „Innovation, Technologietransfer und wissenschaftliche Infrastrukturen“, ist Mitglied des Nationalen Wasserstoffrats. Dieser berät und unterstützt den Staatssekretärsausschuss für Wasserstoff durch Vorschläge und Handlungsempfehlungen bei der Umsetzung der Nationalen Wasserstoffstrategie. Komplementär zur nationalen Strategie veröffentlichte die EU-Kommission ihre Wasserstoffstrategie für die kommenden Dekaden. Zur Umsetzung der Strategie hat die Kommission die Europäische Allianz für sauberen Wasserstoff ins Leben gerufen. Auf Basis seines Engagements in der Wasserstoffforschung auf europäischer Ebene begrüßt das DLR diese Ambition und setzt sich zugleich dafür ein, der Wissenschaft auch auf europäischer Ebene eine starke Rolle durch einen ständigen Vertreter / eine ständige Vertreterin in der europäischen Wasserstoff-Allianz zur Umsetzung der europäischen Wasserstoffstrategie zukommen zu lassen.

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Reaktor zur thermischen Wasserstofferzeugung
Der solarthermische Reaktor nutzt die Energie von Sonnenstrahlung, um Wasserstoff zu erzeugen. Er steht im Hochleistungsstrahler Synlight des DLR Jülich .
Solarabsorber
Im Projekt SOL2HY2 wurden alle Schlüsselkomponenten des HyS-Prozesses (solare Schwefelsäure-Spaltung, Schwefeldioxid depolarisierte Elektrolyse, Gastrennung, Wärmespeicherung) entwickelt und in relevantem Maßstab demonstriert. Hierzu entwickelt das DLR eine Pilotanlage zur solaren Spaltung von Schwefelsäure in der Größenordnung von 100 kW für den Betrieb auf dem Solarturm in Jülich.
Vision einer zukünftigen Wasserstoffwirtschaft
Je mehr Flugzeuge mit Wasserstoff betrieben werden, desto größer wird auch die benötigte Menge. Die Anpassung der Infrastruktur von Flughäfen ist erforderlich. Bei steigendem Bedarf an Wasserstoff wird der Ausbau eines entsprechenden Versorgungsnetzes nötig sein.
Wasserstoff-Brennstoffzelle im Labor des DLR-Instituts für Technische Thermodynamik
Mit Hilfe von Simulationsmodellen wird das Zusammenspiel hybrider Energiekonzepte in größeren Leistungsklassen von Flugzeugen kontinuierlich verbessert.

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Kontakt

Dr. Sarina Keller

Programmdirektorin Energie
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR
Programmdirektion Energie
Linder Höhe, 51147 Köln

Magnus Lamp

Programmdirektor Verkehr
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Linder Höhe, 51147 Köln

Andreas Manecke

Leiter Programmdirektion Luftfahrt
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Programmdirektion Luftfahrt
Linder Höhe, 51147 Köln

Dr. Susann Groß

Leitung Programmatik Raumfahrtforschung und -technologie
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Hansestraße 115, 51149 Köln