Wasserstoff ist die am häufigsten vorkommende Chemikalie im Universum. Er ist ein wichtiger Baustein für die chemische Produktion und eine bedeutende Energiequelle. Gemeinsam mit ihren Partnern entlang der globalen Wertschöpfungskette für erneuerbare Technologien setzt sich Evonik dafür ein, den Übergang von der heutigen konventionellen Energieversorgung zu einer nachhaltigen Gaswirtschaft von morgen voranzutreiben –  mit grünem Wasserstoff als einem der wichtigsten Eckpfeiler. Deshalb arbeiten wir schon heute in vielen Bereichen daran, diese Vision Wirklichkeit werden zu lassen.

Die chemische Industrie ist der Hauptabnehmer von Wasserstoff, der für verschiedene Syntheseprozesse verwendet wird. "In Deutschland benötigt die chemische Industrie jedes Jahr mehr als eine Million Tonnen Wasserstoff", sagt Dr. Oliver Busch, Vice President Defossilation bei Evonik. Mehr als die Hälfte des weltweit produzierten Wasserstoffs wird zu Ammoniak verarbeitet, vor allem für Düngemittel. Auch Raffinerien benötigen große Mengen an Wasserstoff, zum Beispiel zum Cracken und Entschwefeln von Erdölprodukten. Dieser Überblick zeigt das wirtschaftliche Potenzial dieses Gases - von der Gewinnung über die Verarbeitung bis zur Nutzung.

Steam Reformer decken heute mehr als 95 Prozent des weltweiten Wasserstoffbedarfs. Mittels Hitze, Druck und Katalysatoren gewinnen sie Wasserstoff aus fossilen Quellen wie Erdgas. Dabei entsteht Kohlendioxid (CO₂) – rund zehn Tonnen pro Tonne Wasserstoff. Der Internationalen Energieagentur (IEA) zufolge verursachte die Wasserstoffproduktion zuletzt den Ausstoß von weltweit etwa 830 Millionen Tonnen CO₂ pro Jahr – das entspricht etwas mehr als den Emissionen des Vereinigten Königreichs, Frankreichs und Tschechiens zusammen. Keine gute Bilanz für den Hoffnungsträger der Energiewende.

Doch es ginge auch anders. Wasserstoff lässt sich per Elektrolyse direkt aus Wasser gewinnen. Das Prinzip ist altbekannt und simpel: Eine Spannung zwischen zwei Elektroden spaltet Wasser in seine chemischen Bausteine Sauerstoff und Wasserstoff. In der Brennstoffzelle wird der Prozess umgekehrt: Wasserstoff und Sauerstoff aus der Luft reagieren verbrennungsfrei zu Wasser. Dabei entsteht elektrischer Strom und etwas Abwärme. In diesem Kreislauf ist Wasserstoff das Speicher­medium für elektrische Energie. Es ist dieser poten­ziell klimaneutrale Kreislauf, der die Energiewende beflügeln soll und derzeit genauso viel Aufmerk­samkeit wie Kapital anzieht.

Eine der größten Herausforderungen bei der Versorgung der Verbraucher mit erneuerbaren Energien ist heute die Tatsache, dass diese nicht immer dort zur Verfügung stehen, wo sie am meisten gebraucht werden. Denn die Konzentration der Industrie oder der Menschen liegt anderswo. "Die Idee ist, diese Energie an der Quelle in grünen Wasserstoff umzuwandeln und zu den Verbrauchern zu transportieren. Dafür brauchen wir eine Infrastruktur von Pipelines", sagt Caroline Justet, Business Growth Executive bei Strohm B.V. Polyamid 12 von Evonik ist das Hochleistungsmaterial der Wahl für flexible Rohrleitungen, die für den Transport von grünem Wasserstoff genutzt werden können. Wie es funktioniert, zeigt das Projekt GET H2 Nukleus. Das erste öffentlich zugängliche Wasserstoffnetz Deutschlands soll ab Ende 2024 Industrieunternehmen in Niedersachsen und Nordrhein-Westfalen in zunehmenden Mengen mit grünem Wasserstoff versorgen.

Bis zum Aufbau eines neuen Leitungsnetzes für grünen Wasserstoff könnten die bestehenden Pipelinenetze genutzt werden, um grünen Wasserstoff effizient über große Entfernungen zu transportieren und an Endpunkte entlang dieser Infrastruktur zu liefern, wo er in industrielle Anwendungen eingespeist werden oder als Energiequelle genutzt werden könnte. Voraussetzung dafür ist allerdings eine effiziente Abtrennung des Wasserstoffs aus dem Erdgasgemisch an der Entnahmestelle. Linde und Evonik Industries bieten bereits heute eine voll integrierte, ganzheitliche Lösung an, die verschiedene Technologien zur Wasserstoffextraktion zusammenführt. Diese Lösung kombiniert die Druckwechseladsorption (PSA), eine Technologie, in der Linde über jahrzehntelange Erfahrung verfügt, mit der Hohlfasermembrantechnologie von Evonik, um Wasserstoff mit Reinheitsgraden von bis zu 99,9999 Prozent zu liefern. "Was wir jetzt brauchen, ist eine intelligente Transformationstechnologie", betont Tobias Keller, Leiter des Bereichs Adsorbtion & Membrane Plants bei Linde Engineering.

Evonik ist ein weltweit führender Anbieter von Membrantechnologie für die Gasindustrie. In Anlehnung an die Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen ist Nachhaltigkeit der wichtigste Wachstumstreiber und Eckpfeiler des Produktportfolios, der Investitionen und des Innovationsmanagements und damit integraler Bestandteil der Strategie von Evonik. Mit den innovativen Gasseparationsmembranen SEPURAN^® und PURAMEM^® sowie der fortschrittlichen anionenleitenden DURAION^® Membrantechnologie ermöglicht das Spezialchemieunternehmen den weltweiten Übergang von der konventionellen Energieversorgung zu einer nachhaltigen Gaswirtschaft von morgen. "Wir glauben an einen vollständig erneuerbaren Energiemix der Zukunft mit Biogas und grünem Wasserstoff sowie deren Syntheseprodukten als Hauptenergieströme. Deshalb arbeiten wir schon heute intensiv daran, unser Produktportfolio entlang der auf Nachhaltigkeit ausgerichteten Marktentwicklung zu erweitern", sagt Dr. Goetz Baumgarten, Leiter des Innovationswachstumsfeldes Membranen bei Evonik.

Bis zum Jahr 2030 will Evonik mehr als 3 Mrd. € in Next Generation Solutions investieren, also jene Produkte mit einem überlegenen Nachhaltigkeitsnutzen. Das entspricht etwa 80 Prozent der jährlichen Wachstumsinvestitionen. Im gleichen Zeitraum fließen weitere 700 Millionen € in Next Generation Technologies, also in die Weiterentwicklung von Produktionsprozessen und Infrastruktur zur Einsparung von CO₂-Emissionen.

_{Hinweis: Siemens Energy ist eine durch die Siemens AG lizenzierte Marke.}