Wasserstoff am Horizont: Die Gestaltung der Energiezukunft

Der Beitrag gibt einen Überblick über die Elektrifizierung chemischer Prozesse zur Dekarbonisierung und konzentriert sich dabei auf joule-beheizte katalytische Reaktoren zur effizienten Wärmeerzeugung, wobei die Vorteile gegenüber der herkömmlichen Verbrennung fossiler Brennstoffe und Anwendungen bei der Methanreformierung und CO2-Aufwertung hervorgehoben werden.

Das EU-Projekt STORMING treibt die Methankrackung für die CO2-freie Wasserstofferzeugung mit Hilfe von Katalysatoren und strukturierten Reaktoren voran, die mit erneuerbarem Strom betrieben werden. Bei diesem Verfahren werden auch wertvolle Kohlenstoff-Nanoröhrchen gewonnen, die nachhaltige und wirtschaftlich vorteilhafte Wasserstoffanwendungen und die Energiewende fördern.

Die EU strebt an, bis 2030 20 Millionen Tonnen erneuerbaren Wasserstoff zu produzieren und zu importieren, um die Klimaziele zu erreichen. Die Europäische Wasserstoffbank, die fester Bestandteil von REPowerEU ist, unterstützt dies durch Subventionen und Marktintegration. Investitionen in Wasserstofftechnologien fördern die Innovation, die Schaffung von Arbeitsplätzen und die internationale Zusammenarbeit, wodurch die Energiesicherheit und die globale Führungsrolle bei der Umstellung auf saubere Energien verbessert werden.

Die Wasserstofferzeugung durch katalytische Methanzersetzung (CMD) unter Verwendung von Katalysatoren auf Fe-Basis bietet Umweltvorteile gegenüber der herkömmlichen Methandampfreformierung, da direkte CO2-Emissionen vermieden werden. Fe-Al2O3-Katalysatoren verbessern die Effizienz und bieten Möglichkeiten, Kohlenstoffnebenprodukte in wertvolle Nanomaterialien für die Energiespeicherung und Elektronik umzuwandeln, was einen wichtigen Beitrag zu einer Kreislaufwirtschaft und zu Fortschritten im Bereich der sauberen Energie bedeutet.

Die weltweite Wasserstoffnachfrage ist nur geringfügig gestiegen, wobei der Großteil nach wie vor aus traditionellen Quellen stammt. Die Umstellung auf emissionsarmen Wasserstoff ist von entscheidender Bedeutung und wird durch Technologie- und Investitionswachstum untermauert. Herausforderungen bestehen nach wie vor in den Bereichen Finanzierung, Regulierung und Infrastruktur, aber es gibt weiterhin Möglichkeiten für Innovation und Entwicklung in verschiedenen Sektoren, die erhebliche Auswirkungen auf die zukünftige Energielandschaft haben.

Die Global AI Infrastructure Investment Partnership, die von Microsoft, BlackRock und anderen mit 30 Milliarden Dollar unterstützt wird, zielt auf den Aufbau von KI-Rechenzentren und der dazugehörigen Energieinfrastruktur ab, um den hohen Energiebedarf der KI zu decken. Andere Initiativen wie Googles AI Opportunity Fund und die IndiaAI Mission unterstützen die Entwicklung der KI-Infrastruktur und konzentrieren sich auf Nachhaltigkeit und internationale Zusammenarbeit, um den globalen wirtschaftlichen und technologischen Fortschritt zu gewährleisten.

Die Europäische Union treibt die Digitalisierung ihrer Energieinfrastruktur durch zehn Schlüsselinitiativen voran, die sich mit Dateninteroperabilität, Netzmanagement, Cybersicherheit, Energieeffizienz und der Befähigung der Verbraucher befassen, um ihre Klimaziele für 2030 und 2050 zu unterstützen. Diese Initiativen zielen darauf ab, ein integriertes, nachhaltiges Energiesystem zu schaffen, das erneuerbare Energien einbezieht und Innovationen fördert, während es sich gleichzeitig mit den Herausforderungen der Standardisierung und der rasanten digitalen Innovation auseinandersetzt.

Europa ist weltweit führend im Bereich der erneuerbaren Energien, hat die REPowerEU-Ziele übertroffen und die Importe fossiler Brennstoffe aus Russland reduziert. Politische Rahmenbedingungen und Investitionen haben das Wachstum der erneuerbaren Energien vorangetrieben, doch Herausforderungen wie hohe Energiekosten und regulatorische Hürden bleiben bestehen. Die internationale Zusammenarbeit ist für weitere Fortschritte unerlässlich.

Die Eurocities Pulse Mayors Survey 2024 zeigt, dass die europäischen Bürgermeister dem Klimaschutz Priorität einräumen, sich um EU-Unterstützung für Nachhaltigkeit bemühen und sich angesichts des globalen Drucks mit Finanzierungs- und Wohnungsproblemen konfrontiert sehen. Innovation treibt die urbane Transformation voran, wobei kollaborative Governance für die Bewältigung komplexer, miteinander verbundener Probleme entscheidend ist.