Eine der größten Herausforderungen unserer Zeit ist die Dekarbonisierung der Schwerindustrie. Power-to-X-Technologien (PtX) und insbesondere die Verwendung von grünem Wasserstoff werden zu einer wichtigen Lösung. Im Folgenden finden Sie einen Überblick darüber, wie die Technologie Sektoren wie Chemie und Stahl verändert.
1. Vom Strom zum Produkt: Die Grundlagen
PtX ist ein Begriff, der Technologien zur Umwandlung von Strom aus erneuerbaren Energien in chemische Energieträger oder Ausgangsstoffe umfasst. Grüner Wasserstoff wird im Wesentlichen durch Elektrolyse hergestellt, bei der erneuerbarer Strom zur Aufspaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff verwendet wird. Dies bietet eine CO₂-freie industrielle Basis. Die beiden wichtigsten Elektrolyseverfahren sind: Die alkalische Elektrolyse, eine ausgereiftere und billigere, aber weniger flexible Technologie, wenn es um die Handhabung variabler Stromeinspeisungen geht, und die PEM-Elektrolyse, eine teurere, aber hochdynamische Technologie, die sich ideal für die Kopplung mit intermittierenden erneuerbaren Energiequellen wie Wind und Sonne eignet.
2. Dekarbonisierung der chemischen Industrie
Der Chemiesektor, insbesondere die Herstellung von Ammoniak für Düngemittel, ist ein großer Verbraucher von Wasserstoff. Das traditionelle Haber-Bosch-Verfahren ist extrem CO₂-intensiv. Durch den Ersatz von fossilem Wasserstoff durch grünen Wasserstoff kann der Sektor seine Emissionen erheblich reduzieren. Unternehmen wie BASF und thyssenkrupp arbeiten bereits an Plänen zur Anpassung und Optimierung dieses Verfahrens für grünen Wasserstoff, um es nachhaltiger und vielseitiger zu machen.
3. Ökologisierung der Stahlproduktion
Eine weitere große CO₂-Quelle ist die Stahlerzeugung, die traditionell auf Kohle und Koks als Reduktionsmittel in Hochöfen angewiesen ist. Die Alternative ist direkt reduziertes Eisen (Direct Reduced Iron, DRI), eine Technologie, bei der Wasserstoff anstelle von Kohle verwendet wird. Durch diese Umstellung werden CO₂-Emissionen direkt an der Quelle vermieden, da bei der Reaktion Wasser statt CO₂ freigesetzt wird. Branchenführer wie ArcelorMittal investieren Milliarden von Dollar in große DRI-Anlagen, um ihre mit fossilen Brennstoffen betriebenen Hochöfen zu ersetzen, was zeigt, dass die Technologie für die industrielle Umsetzung bereit ist.
4. Herausforderungen und Ausblick
Trotz der technologischen Bereitschaft gibt es noch enorme Herausforderungen. Die größten Hürden sind die hohen Kosten für grünen Wasserstoff, die fehlende Infrastruktur für ein spezielles Wasserstoffpipelinenetz und die Notwendigkeit einer massiven, kostengünstigen und kontinuierlichen Versorgung mit erneuerbarem Strom, um den enormen Bedarf zu decken. Um diese Hürden zu überwinden, werden von den Regierungen Mechanismen wie "Carbon Contracts for Difference" eingeführt, um die höheren Kosten für die Industrie auszugleichen und Investitionssicherheit zu bieten.
Die Umstellung auf grünen Wasserstoff in der Schwerindustrie ist ein Marathon, kein Sprint. Die Technologie ist vorhanden, und die Projekte schreiten von der Pilotphase zum großtechnischen Einsatz voran. Jetzt geht es darum, die Produktion hochzufahren und die erforderliche Infrastruktur zu schaffen, um das volle Potenzial zu erschließen.
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