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Wissenszentrum: Alles über Wasserstoff

Erfahren Sie mehr über die Grundlagen und Innovationen der Wasserstofftechnologie.

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Wie können wir die Industrie dekarbonisieren?

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Das H2-Glossar

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A

Ammoniak

Ammoniak als Wasserstoffderivat ermöglicht einen einfacheren Transport und die Speicherung, da Ammoniak bereits unter deutlich geringerem Druck als elementarer Wasserstoff flüssig ist. Am Zielort kann Ammoniak entweder als Rohstoff eingesetzt oder in Wasserstoff zurückverwandelt werden. Ammoniak wird u. a. als Rohstoff für die Erzeugung von Dünger benötigt. Nachteil von Ammoniak ist dessen Toxizität und der erhöhte Aufwand seiner Synthetisierung aus Wasserstoff.

Ammoniaksynthese

Bei der Ammoniaksynthese reagiert Methan (meist Erdgas) mit Wasserdampf und Luft in einem Katalysator (siehe Katalysator). Dabei entsteht ein Synthesegas aus Wasserstoff und Stickstoff, das zu Ammoniak (NH3) umgewandelt wird. Für den Prozess wird ein Eisenoxid-Mischkatalysator, hoher Druck und Temperaturen von 500 °C benötigt.

alkalische Elektrolyse (AEL)

Die alkalische Elektrolyse (AEL) nutzt eine Kalilauge als Elektrolyt und ist technisch ausgereift, einfach aufgebaut und kostengünstiger. Der Wasserstoff entsteht direkt auf der Seite, wo Wasser zugeführt wird. Das Verfahren arbeitet unter Umgebungsdruck, ist aber weniger flexibel und braucht länger, um in Betrieb zu gehen.

Abwärme

Abwärme bezeichnet die überschüssige Wärme, die etwa in industriellen Prozessen, wie der Verbrennung von fossilen Brennstoffen, entsteht und nicht direkt genutzt wird. Bei der Hochtemperaturelektrolyse (siehe Hochtemperaturelektrolyse) kommt Abwärme zum Einsatz..

Anwendung von Wasserstoff in Haushalten

Die Nutzung von Wasserstoff in Haushalten wird kontrovers diskutiert. Grüner Wasserstoff könnte ins Gasnetz (siehe Gasnetz) eingespeist werden, um Heizsysteme zu unterstützen und möglicherweise Erdgas ganz oder teilweise zu ersetzen, ohne dass umfangreiche Umbauten an den Heizungen nötig wären. In der frühen Phase des Wasserstoffhochlaufs ist das jedoch weder ökonomisch noch ökologisch sinnvoll, da der Großteil des Wasserstoffs bisher weiterhin aus fossilen Quellen (Erdgas) gewonnen wird. Gleichzeitig wird der Wasserstoff für Anwendungen in der Industrie dringender benötigt und würde bei einer privaten Verbrennung dort fehlen.

Ammoniak-Cracking

Ammoniak-Cracking ist ein Verfahren zur Rückgewinnung von Wasserstoff aus Ammoniak, indem es unter Einsatz von Wärme und Katalysatoren in Stickstoff und Wasserstoff zerlegt wird. Es dient als Schlüsseltechnologie für den Import von grünem Wasserstoff, da Ammoniak einfacher als Wasserstoff transportierbar ist.

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B

Blauer Wasserstoff

Entsteht durch Dampfreformierung aus Kohle, Öl oder Erdgas. Das dabei entstehende CO₂ wird unterirdisch eingelagert (CCS-Technik) und gelangt so nicht in die Atmosphäre.

Brauner Wasserstoff

Wird Kohle als Energieträger für die Herstellung von Wasserstoff genutzt, spricht man von braunem Wasserstoff.

Brennstoffzelle

Im Gegensatz zu Batterien sind Brennstoffzellen keine Energiespeicher, sondern sie wandeln chemische Energie, etwa von Wasserstoff (siehe Wasserstoff), in Strom um. Dazu reagieren in der Brennstoffzelle Wasserstoff und Sauerstoff aus der Umgebungsluft miteinander. Dieser Prozess setzt elektrische Energie frei und es entsteht sauberes Wasser als „Abgas“. Dieser Vorgang ist damit das Gegenteil der Elektrolyse (siehe Elektrolyse). Brennstoffzellen können beispielsweise in der netzunabhängigen Stromversorgung eingesetzt werden.

Blockheizkraftwerke (BHKW)

Blockheizkraftwerke (BHKW) mit Wasserstoff sind Anlagen, die gleichzeitig Strom und Wärme erzeugen. In der Industrie können sie besonders effizient eingesetzt werden, weil dort sowohl elektrischer Strom als auch Hochtemperaturwärme gebraucht wird. Als Brennstoff nutzen diese Anlagen Wasserstoff, wodurch eine klimafreundlichere Energieversorgung möglich ist.

Balance of Plant (BoP)

Bezeichnet alle unterstützenden Komponenten und Hilfssysteme einer Energieanlage, die für den Betrieb notwendig sind, jedoch nicht zur eigentlichen Energieumwandlungseinheit gehören. Bei Elektrolyseuren umfasst die BoP u. a. das Energiemanagement (z. B. Transformatoren, Wechselrichter), das Fluid- und Gasmanagement (Wasseraufbereitung, Gastrocknung, Verdichtung) sowie das Thermomanagement (Kühlung von Stack und Leistungselektronik).

Bipolarplatte

Bipolarplatten (BPP) gelten als Schlüsselkomponente für Wasserstofftechnologien. Sie werden sowohl in Brennstoffzellen– als auch Elektrolyse-Stacks zur Wasserstoffherstellung verbaut. Dabei beeinflussen sie die Effizienz und Leistung von Wasserstoffsystemen maßgeblich.

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C

CO₂-Fußabdruck

Der CO₂-Fußabdruck ist die Gesamtmenge an Treibhausgasen, die durch die Aktivitäten einer Person, eines Unternehmens, eines Produkts oder einer Dienstleistung über seine gesamten Lebenszyklus entstehen.

CBAM (Carbon Border Adjustment Mechanism)

CBAM ist ein Instrument der Europäischen Union. Er sorgt dafür, dass importierte Produkte, die (z. B. Stahl, Zement, Aluminium) denselben CO2-Preis zahlen müssen wie Produkte, die innerhalb der EU hergestellt werden. Kleine Importeure von Grundstoffen wie Stahl, Aluminium oder Wasserstoff unter 50t/Jahr sind von den CBAM-Pflichten befreit, große Importe bleiben klimafreundlich reguliert.

So wird verhindert, dass Unternehmen ihre Produktion in Länder mit geringeren Klimaschutzauflagen verlagern. CBAM schafft faire Wettbewerbsbedingungen und unterstützt die weltweite Reduzierung von Treibhausgasen.

Carbon Contracts for diference (CCfd)

sind ein staatliches Förderinstrument, das die Mehrkosten für die Umstellung auf klimafreundliche, aber anfangs teurere Produktion in energieintensiven Industrien ausgleicht. Dabei garantiert der Staat einen bestimmten CO2-Preis, um Investitionsrisiken für Unternehmen zu mindern, die auf klimaneutrale Technologien umsteigen.

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D

Doppelauktionsmodell

Das Doppelauktionsmodell der H₂ Global Stiftung ist ein Fördermechanismus, bei dem grüner Wasserstoff und seine Derivate international eingekauft und in einer zweiten Auktion in der EU weiterverkauft werden. Der Anbieter mit dem niedrigsten Preis erhält einen langfristigen Abnahmevertrag. Die verkauften Mengen gehen an den Höchstbietenden in der EU. Die Differenz zwischen Ankaufs- und Verkaufspreis wird aus öffentlichen Mitteln ausgeglichen. So entsteht ein Anreiz für Investitionen in Produktion und Nutzung von grünem Wasserstoff.

Dampfreformation

Die Dampfreformation, auch Steam Methane Reforming (SMR) genannt, ist das aktuell am weitesten verbreitete Verfahren zur Wasserstoffherstellung. Dabei wird Erdgas zusammen mit Wasserdampf erhitzt, wodurch Wasserstoff entsteht. Da dabei CO₂ freigesetzt wird, spricht man von grauem Wasserstoff.

Delegated Acts 2023/1184 und 2023/1185

Diese Regelungen sind Teil der EU-Gesetzgebung, die spezifische Anforderungen an die Erzeugung von grünem Wasserstoff und dessen Integration in die Energieversorgung stellen.

Delegated Act 2023/1184

Behandelt die Bedingungen für den Strombezug von Elektrolyseuren, darunter die Anforderungen an den zusätzlichen Stromverbrauch durch neue erneuerbare Energieanlagen.

Delegated Act 2023/1185

Regelt die Nachhaltigkeitskriterien und die Treibhausgaseinsparung für die Produktion von erneuerbarem Wasserstoff.

Dunkelflaute

Eine Dunkelflaute bezeichnet Wetterlagen, bei denen weder Wind noch Sonne ausreichend Energie liefern. Das bedeutet, dass Photovoltaik- und Windkraftanlagen gleichzeitig sehr wenig Strom erzeugen. Diese Situationen treten vor allem in Wintermonaten auf, wenn die Sonne schwach ist und das Wetter windstill.

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E

E-Fuels

E-Fuels sollen Benzin und Diesel als Antrieb von Fahrzeugen ersetzen. Sie können aus Wasserstoff gewonnen werden.

Elektrolyse

Die Elektrolyse ist eine Form für die Wasserstoffgewinnung. Dabei wird H2O in seine Bestandteile, also Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O), zerlegt. So kann der Wasserstoff als Energieträger genutzt werden.

Entsalzung

Um Wasserstoff aus Meerwasser zu produzieren, muss dieses vorher entsalzt werden.

Erneuerbare Energien

Erneuerbare Energien sind Energiequellen, die unendlich zur Verfügung stehen oder sich verhältnismäßig schnell erneuern, Beispiele sind etwa Geothermie, Solarstrom oder Windenergie.

Energiespeicher

Wasserstoff bietet eine Möglichkeit, überschüssige Energie zu speichern, etwa wenn Windräder ansonsten abgeschaltet werden müssten. Der überschüssige Strom wird in Wasserstoff umgewandelt und bei Bedarf wieder in Strom zurückverwandelt. So dient er als flexible Regelenergie. Hierbei müssen allerdings erhebliche Verluste während der Umwandlungsschritte in Kauf genommen werden.

Emission

Emissionen sind schädliche Gase, die in die Luft abgegeben werden, vor allem CO₂, das beim Verbrennen von fossilen Brennstoffen entsteht. CO₂ trägt zur Erderwärmung bei. Feinstaub und Stickoxide aus fossilen Verbrennungen sind darüber hinaus giftig für Organismen.

EU Regulatorik

Umfasst die gesetzlichen und politischen Rahmenbedingungen der Europäischen Union, die verschiedene Sektoren regulieren, insbesondere den Energiesektor. Ziel ist es, eine nachhaltige Energieversorgung zu fördern, den Klimaschutz zu unterstützen und den Wettbewerb im Binnenmarkt zu gewährleisten.

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F

Farben des Wasserstoffs

Wasserstoff ist an sich farblos. Die unterschiedlichen Farben von Wasserstoff beschreiben das Herstellungsverfahren, mit dem Wasserstoff produziert oder gewonnen wird. Siehe auch grüner Wasserstoff, blauer Wasserstoff etc.

Fördermöglichkeiten

Es gibt eine Vielzahl von Fördermöglichkeiten im Bereich Wasserstoff. Beim Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz finden Sie umfangreiche Informationen zu nationalen und EU-weiten Fördermöglichkeiten und die Möglichkeit sich telefonisch oder per Mail von Fördexperten beraten zu lassen.

Fischer-Tropsch-Synthese

Die Fischer-Tropsch-Synthese ist ein Verfahren, bei dem Wasserstoff und Kohlenmonoxid (Synthesegas) in flüssige Kraftstoffe wie synthetisches Kerosin oder Diesel umgewandelt werden. Diese Technologie wird genutzt, um E-Fuels herzustellen, die mit bestehenden Infrastrukturen kompatibel sind.

Fester Kohlenstoff

Fester Kohlenstoff entsteht in der Methanpyrolyse (siehe Metanpyrolyse). Dieser feste Kohlenstoff kann sogar weiterverwendet werden, beispielsweise in der Bauindustrie oder für Batterien, was zusätzliche CO₂-Einsparungen ermöglicht.

Funktionsweise des H2Global-Doppelauktionsmodells

Das Modell (H2Global) basiert auf einem Doppelauktionssystem: Die Tochtergesellschaft HINT.CO schließt langfristige Lieferverträge mit ausländischen Produzenten und verkauft den Wasserstoff zu wettbewerbsfähigen Preisen an deutsche Unternehmen. Die Preisdifferenz wird durch öffentliche Fördermittel ausgeglichen, um Investitionssicherheit und faire Preise zu gewährleisten.

Flüssigwasserstoff (LH₂) – Vor- und Nachteile

Flüssigwasserstoff bietet gegenüber gasförmigem Wasserstoff eine hohe Energiedichte (ca. 71 kg/m³) und ermöglicht die Speicherung bei niedrigem Druck, was Vorteile für Gewicht, Platzbedarf und Sicherheit des Tanksystems bringt. Nachteile sind der hohe Energieaufwand und die Kosten für die Verflüssigung bei −253 °C sowie sogenannte Boil-Off-Verluste durch Verdampfung bei unzureichender Kühlung.

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G

Gelber Wasserstoff

Der Strom zur Herstellung von gelbem Wasserstoff wird aus einer Mischung erneuerbarer Energien und Brennstoffen, wie Kohle oder Gas gewonnen.

Grauer Wasserstoff

Für die Herstellung von grauem Wasserstoff wird Erdgas genutzt. Dabei gelangt CO2 in die Atmosphäre.

Grüner Wasserstoff

Grüner Wasserstoff wird mithilfe der Wasserelektrolyse hergestellt. Dabei wird Wasser unter Verwendung von elektrischem Strom in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Die Energie für die Elektrolyse stammt dabei vollständig aus erneuerbaren Energien wie Windenergie oder Sonnenenergie. So werden schädliche Emissionen vermieden.

Gasnetz

Das bestehende Erdgasnetz kann auch zur Verteilung von Wasserstoff genutzt werden, vorausgesetzt Materialien, Dichtungen, Druckanlagen und Sicherheitsvorkehrungen werden entsprechend angepasst. Das Wasserstoff-Kernnetz (siehe Kernnetz) wird zu 60 % aus überarbeiteten Erdgasleitungen bestehen.

Gaskraftwerke und Wasserstoff

In Gaskraftwerken, die derzeit fossile Brennstoffe verwenden, wird eine Umstellung auf Wasserstoff als alternative Energiequelle in Erwägung gezogen. Während einer Dunkelflaute könnten Reservekraftwerke die zuverlässige Stromversorgung gewährleisten.

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H

Herstellung

Für die Herstellung von Wasserstoff wird Wasser in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff getrennt. Dafür wird Strom benötigt, der entweder aus erneuerbaren Energien oder fossilen Brennstoffen gewonnen wird.

Hochtemperaturelektrolyse (HTEL oder SOEC)

Die Hochtemperaturelektrolyse (HTEL oder SOEC) nutzt zusätzlich Wärme – oft industrielle Abwärme – um Wasser aufzuspalten. Dadurch wird weniger Strom benötigt. Die Technik arbeitet bei Temperaturen bis 1.000 °C, ist sehr effizient, aber technisch anspruchsvoll und bisher kaum großflächig im Einsatz.

Hydrix

ist ein Preisindex, der die Marktpreise für erneuerbaren Wasserstoff abbildet. Unternehmen und Investoren können sich damit einen Überblick über aktuelle Kosten verschaffen und ihre Entscheidungen besser planen.

Hochtemperaturelektrolyse

Diese Methode ist besonders energieeffizient, da sie Abwärme aus der Industrie nutzt (siehe Abwärme). Bei der Hochtemperaturelektrolyse (s. SOFC) wird Wasser bei hohen Temperaturen in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Da ein Teil der benötigten Energie aus der Wärme kommt, verbraucht dieser Prozess weniger Strom als herkömmliche Elektrolyseverfahren. Diese Technologie wird bisher noch nicht im großen Maßstab industriell eingesetzt.

Hochtemperaturprozesse

Hochtemperaturprozesse werden in Branchen wie Stahl- und Glasproduktion genutzt, um Rohstoffe bei über 1.000 °C zu verarbeiten. Dabei kommen fossile Brennstoffe zum Einsatz, die viel CO₂ ausstoßen. Grüner Wasserstoff kann in solchen Branchen als Brennstoff eingesetzt werden und so hohe Temperaturen ohne lokale CO₂-Emissionen liefern.

H2Global Stiftung

Die H2Global Stiftung ist ein Förderinstrument der Bundesregierung zur Entwicklung eines internationalen Marktes für grünen Wasserstoff. Sie vermittelt zwischen Produzenten und Abnehmern von grünem Wasserstoff und unterstützt die Umsetzung der deutschen Wasserstoffstrategie.

Hellbriese

Eine Hellbrise ist das Gegenteil der Dunkelflaute (Siehe Dunkelflaute): Es gibt viel Sonnenschein und/oder Wind, sodass erneuerbare Energieanlagen überdurchschnittlich viel Strom erzeugen

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Importstrategie für Wasserstoff

Die Importstrategie, verabschiedet am 24.07.2024, beschreibt einen klaren und verlässlichen Rahmen für Importe von Wasserstoff und Wasserstoffderivaten nach Deutschland und ist damit ein Baustein für die Wasserstoffpolitik und deren Marktausbau. Ziel der Strategie ist es den deutschen Importbedarf an Wasserstoff zu decken, um eine resiliente Versorgung zu gewährleisten.

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K

Kværner-Verfahren

Das Kværner-Verfahren ist eine Methode zur Gewinnung von Wasserstoff, bei der Methan in einem elektrisch erzeugten Plasma gespaltet wird. Es wird bei der Metanpyrolyse angewendet (siehe Metanpyrolyse). Vorteil: es entstehen keine Treibhausgase wie CO₂ (anders als bei Reformierung).Trägermedium, wie Ammoniak oder LOHC oder unter hohem Druck, dann in flüssigem Aggregatzustand.

Katalysator

Ein Katalysator wird verwendet, um chemische Reaktionen im Elektrolysator (siehe Elektrolyse) zu beschleunigen. Das Metall der Katalysatoren, meist seltene Erden, wird dabei nicht verbraucht.

Kerosin

Für Flugzeuge könnte künstliches Kerosin eine umweltfreundlichere Alternative sein. Der synthetische Kraftstoff wird aus Wasserstoff und CO hergestellt. Bei der Verbrennung entsteht jedoch weiterhin CO₂. Wenn das CO₂ als Vorprodukt von CO aus der Atmosphäre genommen wurde, z. B mit dem Direct Air Capture System, entsteht ein geschlossener Kreislauf. Dieser Prozess ist sehr Energieintensiv und muss kritisch bewertet werden, da die Energieaufwendungen für die Herstellung von e-fuels ein vielfaches der gespeicherten Energie bedeuten.

Kavernen

Es gibt positive Erfahrungen mit der unterirdischen Speicherung von Erdgas, etwa in Kavernen. Diese sind schon lange wesentlicher Bestandteil der nationalen Erdgasreserven, Zurzeit wird geprüft, ob auch Wasserstoff auf diese Weise gespeichert werden kann. Das würde eine langfristige Speicherung von Wasserstoff deutlich günstiger machen.

Kernnetz

Das Kernnetz bezeichnet die geplante Hauptinfrastruktur für Wasserstofftransport in Deutschland. Es soll die wichtigsten Industriezonen mit Wasserstoff versorgen und so den Umstieg auf saubere Energien fördern. Der Plan soll bis 2032 umgesetzt werden. Bild: Genehmigtes Wasserstoffkernnetz "https://www.bundesnetzagentur.de/DE/Fachthemen/ElektrizitaetundGas/Wasserstoff/Kernnetz/Karte.jpg?__blob=publicationFile&v=1", Bundesnetzagentur."

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L

Lagerung

Wasserstoff kann in drei verschiedenen Zuständen gelagert werden: Gasförmig, in Verbindung mit einem Trägermedium, wie Ammoniak oder LOHC oder unter hohem Druck, dann in flüssigem Aggregatzustand.

LOHC

LOHC ist eine organische Verbindung, die Wasserstoff aufnehmen und wieder abgeben kann. Deswegen wird LOHC zum Speichern von Wasserstoff genutzt.

Lagerung von Ammoniak

Ammoniak (siehe Ammoniak) ist gasförmig, wird jedoch bei niedrigen aber technisch gut erreichbaren Temperaturen (ca. –33 °C) und mittlerem Druck flüssig, wodurch es sich leichter lagern und transportieren lässt. In dieser Flüssigform kann Ammoniak effizient gespeichert und bei Bedarf in gasförmigen Wasserstoff umgewandelt werden.

Line Packing

bezeichnet die kurzfristige Speicherung von Wasserstoff direkt in Pipelines. Dabei wird der Leitungsdruck flexibel angepasst: Bei geringer Nachfrage bleibt mehr Wasserstoff in der Leitung, bei hoher Nachfrage wird er abgegeben. So kann die Pipeline als Zwischenspeicher dienen. Die Methode ist kostengünstig, hat aber eine geringere Speicherkapazität als bei Erdgas, da Wasserstoff Pipelines mit geringeren Druckunterschieden operieren.

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M

Methanol

Methanol ist eine einfache chemische Verbindung, die aus Wasserstoff und CO₂ hergestellt werden kann. Es lässt sich gut transportieren, da es bei Raumtemperatur immer flüssig ist. Es wird in der Industrie vielseitig eingesetzt – zum Beispiel als Grundstoff für Kunststoffe oder als Treibstoff.

Metanpyrolyse

Bei der Methanpyrolyse wird Methan durch hohe Temperaturen in Wasserstoff (H₂) und festen Kohlenstoff (C) (siehe fester Kohlenstoff) gespalten. Der Kohlenstoff reagiert nicht mit Sauerstoff, wodurch keine CO₂-Emissionen (siehe Emissionen) entstehen.

Mobilität

Elektrifizierte Fahrzeuge gelten als umweltfreundliche Alternative, besonders für den Individualverkehr. Bei Schwerlastverkehr, sowie Flugzeugen oder Schiffen wird jedoch nach alternativen Lösungen für den Antrieb gesucht, da die notwendigen Kapazität chemische Batterien zu groß und schwer werden lassen. Hier könnte der Betrieb mit Wasserstoff-(derivaten) eine mögliche Lösung sein.

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N

Nationale Wasserstoffstrategie

Die Nationale Wasserstoffstrategie beschreibt ein Ziel der Bundesregierung für die Wasserstoffnutzung in Deutschland für 2030.

Netzdienlichkeit

Netzdienlichkeit bedeutet, dass Wasserstoffanlagen dabei helfen können, das Stromnetz stabil zu halten. Wenn viel Strom aus Wind oder Sonne vorhanden ist, wird dieser in Wasserstoff umgewandelt. Ist weniger Strom verfügbar, kann Wasserstoff wieder in Strom zurückverwandelt werden. Das hilft, Schwankungen im Netz auszugleichen.

Nationaler Wasserstoffrat (NWR)

ist ein unabhängiges, überparteiliches Beratungsgremium der deutschen Bundesregierung. Er besteht aus 26 Expertinnen und Experten aus Wirtschaft, Wissenschaft und Zivilgesellschaft, die die Regierung bei der Weiterentwicklung und Umsetzung der Nationale Wasserstoffstrategie unterstützen. Im Zuge der aktuellen Reform wird sich der Wasserstoffrat stärker auf den Markthochlauf der Wasserstoffwirtschaft ausrichten.

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O

Orangener Wasserstoff

Für die Produktion von orangenem Wasserstoff wird Bioenergie genutzt, also das Verbrennen von Abfällen und Reststoffen.

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P

Primärenergie

Die Energie, die noch keine Umwandlung durchlaufen hat.

Primärenergieträger

Fossile Brennstoffe wie Kohle und Erdgas, aber auch erneuerbare Energien wie Windkraft und Sonnenenergie.

Power-to-Gas

bezeichnet die Umwandlung von überschüssigem Strom in Wasserstoff. Dieser kann dann gespeichert oder weiterverarbeitet werden.

Power-to-X

ist ein Sammelbegriff für Technologien, bei denen elektrische Energie genutzt wird, um andere Stoffe wie Brennstoffe, Kraftstoffe oder Chemikalien wie Ammoniak oder Methanol herzustellen.

PEM-Elektrolyse

Bei der PEM-Elektrolyse (Proton Exchange Membrane) wird Wasser mit Hilfe von Strom in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Die Membran lässt nur Wasserstoff-Ionen durch, der Wasserstoff entsteht dabei auf der gegenüberliegenden Seite. Dieses Verfahren ist flexibel einsetzbar und hat eine kurze Startphase. Die seltenen Metalle wie Platin machen diese Technologie teuer und aggressive Flüssigkeiten verringern die Langlebigkeit der Anlagen.

Power Purchase Agreements (PPAs)

sind Verträge, mit denen Unternehmen erneuerbaren Strom direkt von Erzeugern kaufen – zum Beispiel für die Produktion von grünem Wasserstoff. Das schafft Planungssicherheit und fördert den Ausbau erneuerbarer Energien.

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R

Roter Wasserstoff

Roter Wasserstoff wird mit Hilfe von Kernenergie erzeugt. Das benötigte Uran ist jedoch keine erneuerbare Ressource.

Reinheitsklassen von Wasserstoff

Die Reinheitsklassen von Wasserstoff geben an, wie sauber er ist. Eine Reinheit von 5.0 oder höher ist wichtig für Brennstoffzellen, damit diese effizient arbeiten können. Je höher die Zahl, desto weniger Fremdgase sind im Wasserstoff enthalten.

Renewable Energy Directive (RED)

Eine EU-Richtlinie, die die Mitgliedstaaten verpflichtet, den Anteil erneuerbarer Energien an ihrem Energiemix zu erhöhen. Ziel ist es, die Nutzung erneuerbarer Energien zu fördern, die Energieeffizienz zu steigern und die Treibhausgasemissionen zu senken.

Renewable Energy Directive || (RED)

RED || baut auf der EU Richtline von 2009 auf (Siehe Renewable Energy Directive (RED)) und verschärft die Ziele hin zur Energiewende, um den Anteil der erneuerbaren Energien auf 32% zu erhöhen um insbesondere im Strom-, Wärme und Verkehrssektor Maßnahmen zu ergreifen.

Renewable Energy Directive ||| (RED)

Red ||| baut auf der EU Richtline von 2018 auf (Siehe Renewable Energy Directive ||(RED)). Nach dieser europäischen Vorgabe müssen bis 2030 mindestens 42,5 Prozent des Brutto-Endenergieverbrauchs aus erneuerbaren Quellen stammen. August 2025 trat das Umsetzungsgesetz in Kraft, das unter anderem neue Regelungen für die Genehmigungsverfahren von Windenergieanlagen vorsieht und die Energiewende beschleunigen soll.

RFNBO-Quote (Renewable Fuels of Non-Biological Origin)

Die RFNBO-Quote (Renewable Fuels of Non-Biological Origin) verpflichtet Industrie und Verkehr zu einem wachsenden Anteil an erneuerbarem Wasserstoff (grüner Wasserstoff) und dessen Derivaten. Gemäß RED III soll der RFNBO-Anteil in der Industrie bis 2030 auf 42 % und bis 2035 auf 60 % steigen.

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S

Sekundärenergie

Energie, die durch eine oder mehrere Umwandlungen aus Primärenergieträgern hergestellt wird.

Sicherheit

Wasserstoff ist ungiftig und somit in diesem Aspekt sicherer als andere Kraftstoffe. Jedoch ist Wasserstoff auch hoch explosiv und muss deswegen unter besonderer Vorsicht transportiert und gelagert werden

Steamreforming

Damit wird Wasserstoff aus Erdgasprodukten und Wasserdampf gewonnen.

H2Speicher

Ein H2-Speicher ist ein System zur Speicherung von Wasserstoff, der aus überschüssiger erneuerbarer Energie erzeugt wird. Er sorgt dafür, dass Energie während Hellbrisen (Siehe Hellbriese) effizient gespeichert und während Dunkelflauten (Siehe Dunkelflaute) zuverlässig wieder bereitgestellt werden kann. Damit gleichen H₂-Speicher Schwankungen von Wind- und Solarenergie aus und sichern die Versorgung von Strom, Wärme und Industrieprozessen.

Stack

Ein Stack ist ein Stapel mehrerer in Reihe geschalteter elektrochemischer Zellen in der Elektrolyse- oder Brennstoffzellentechnologie, einschließlich der mechanischen Einhausung und Verspannung. Die Reihenschaltung erhöht die Betriebsspannung, reduziert den Strom bei gleicher Leistung und vereinfacht den Gesamtaufbau des Systems.

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T

Transport

Wasserstoff kann entweder in Verbindung mit anderen chemischen Stoffen transportiert werden, in gasförmigen oder flüssigem Aggregatzustand. (Siehe Lagerung)

Türkiser Wasserstoff

Türkiser Wasserstoff wird durch Methanpyrolyse (siehe Metanpryolyse) aus Erdgas gewonnen, dabei entsteht fester Kohlenstoff anstelle von CO₂. Dieser kann zum Beispiel in der Reifenindustrie eingesetzt werden (Siehe auch: Farben des Wasserstoffs.)

Thermische Spaltung

Die thermische Spaltung ist ein Prozess, bei dem Substanzen durch hohe Temperaturen in ihre Bestandteile zerlegt werden. Zum Beispiel bei der Methanpyrolyse (siehe Metanpyrolyse) wo hohe Temperaturen benötigt werden.

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U

UPS

UPS steht für “Uninterruptable Power Supply”. Also Bereiche, in denen die Energiezufuhr nie unterbrochen werden darf (z. B. Krankenhäuser).

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V

Verflüssigung

Wasserstoffverflüssigung bezeichnet die Umwandlung von gasförmigem in flüssigen Wasserstoff, um Transport und Speicherung zu erleichtern. Flüssiger Wasserstoff hat eine höhere Energiedichte und eignet sich besonders für den Transport über weite Strecken. Damit Wasserstoff bei –253 °C flüssig wird, wird er in mehreren Schritten gekühlt – meist nach dem Claude-Verfahren, das auf Verdichtung, Abkühlung und Entspannung beruht. Das Verfahren ist technisch aufwendig und sehr energieintensiv: Etwa ein Drittel der gespeicherten Energie geht dabei verloren. Ziel künftiger Entwicklungen ist es, den Energieverbrauch zu senken und die Effizienz zu steigern.

Versprödung von Materialien

Bezeichnet die Veränderung von Werkstoffen, insbesondere Metallen, die durch den Kontakt mit Wasserstoff ihre Zähigkeit verlieren und spröde werden. Dies kann zu Rissen oder Materialversagen führen und ist ein wichtiges Thema in der Wasserstofftechnik.

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W

Wasserstoff

Wasserstoff ist das leichteste chemische Element mit dem Symbol H. Als farb- und geruchloses Gas spielt es eine zentrale Rolle in chemischen Prozessen. Seine hohe Reaktivität ermöglicht vielfältige Anwendungen. Aktuell wird Wasserstoff als sauberer Brennstoff erforscht, insbesondere für Brennstoffzellen, um umweltfreundliche Energie zu erzeugen und fossile Brennstoffe zu ersetzen.

Wasserstoff als Rohstoff

Wasserstoff ist vielseitig: Er wird nicht nur als Energiequelle (siehe Energiespeicher), sondern auch als chemischer Rohstoff genutzt: etwa in der Kunststoffindustrie, um wichtige Vorprodukte für die Kunststoffherstellung zu erzeugen. Auch bei der Ammoniakherstellung für Düngemittel oder zur Hydrierung in der Petrochemie wird er gebraucht.

Wasseraufbereitung

Die Aufbereitung von Wasser ist wichtig, um Verunreinigungen zu entfernen und die notwendige Reinheit zu gewährleisten. In der Wasserstoffproduktion wird hochreines Wasser benötigt, da Verunreinigungen die Effizienz und Lebensdauer der Membranen von Elektrolyseprozessen (siehe Elektrolyse) beeinträchtigen können.

Wasserstoff und Emissionen

Grüner Wasserstoff ist emissionsfrei (siehe Emissionen), da er durch Elektrolyse (siehe Elektrolyse) mit erneuerbarem Strom erzeugt wird. Anders als bei fossilen Energieträgern werden bei der Produktion von grünem Wasserstoff keine CO₂-Emissionen freigesetzt. Bei der Herstellung der Anlagen und der Gewinnung seltener Rohstoffe, werden aber weiterhin unvermeidbare Emissionen enstehen.

Wasserstoffhochlauf

Der Wasserstoffhochlauf beschreibt die strategische Förderung und den beschleunigten Ausbau der Wasserstoffwirtschaft, um Klimaziele zu erreichen

Wasserstoff-Beschleunigungsgesetz

Das Wasserstoff-Beschleunigungsgesetz wurde im Oktober 2025 vom Bundeskabinett verabschiedet, um den Ausbau der Wasserstoff-Infrastruktur zu beschleunigen, indem es bürokratische Hürden abbaut und Verfahren vereinfacht.

Wasserstoffverbrennungsmotor

Ein Wasserstoffverbrennungsmotor ist ein Gasmotor, der Wasserstoff anstelle von Benzin oder Diesel verbrennt. Es gibt reine Wasserstoffmotoren sowie Bi-Fuel-Konzepte, die mit Wasserstoff und weiteren Gasen betrieben werden können. Sie gelten als Alternative zur Brennstoffzelle, weisen jedoch meist einen geringeren Wirkungsgrad, höheren Wartungsaufwand und eine eingeschränkte CO2-Neutralität auf.

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