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Forschung zur Energiewende - Grüner Wasserstoff aus der künstlichen Sonne

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Der Bedarf an grünem Wasserstoff könnte schon bald gewaltig sein. Um die Produktion in großen Mengen voranzubringen, wird gerade viel geforscht - teils in spektakulären Anlagen.

Grüner Wasserstoff brennt sauber. Das Öko-Gas soll die Welt vor der Erderwärmung retten. Ein Kick für den Klimaschutz? Oder ein milliardenteurer Irrweg?

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Die größte künstliche Sonne der Welt ist 14 Meter hoch und besteht aus 149 einzelnen Strahlern - jeder von ihnen mit der Power eines Großkinoprojektors. Punktuell ist damit das 10.000-Fache möglich von dem, was an Sonnenlicht auf der Erde ankommt. Und Temperaturen von bis zu 3.000 Grad. Mit dem gebündelten Licht kann eine fünf Zentimeter dicke Eisenplatte mühelos durchgeschmolzen werden.

Synlight Wasserstoff-Herstellung
Synlight, die künstliche Sonne, besteht aus 149 Strahlern.
Quelle: ZDF

"Synlight" steht in Jülich und wird vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) betrieben. Eisenplatten sind im Moment selten das Ziel, dafür öfter blankes Wasser, das allein mit der Kraft des Lichts in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten werden soll. Effizienter und klimafreundlicher kann nach diesem Prinzip grüner Wasserstoff gar nicht hergestellt werden.

Natürliche Sonne ist "unberechenbar"

Dass das Team rund um Prof. Christian Sattler im Moment noch lieber mit einer künstlichen statt mit der echten Sonne arbeitet, hat einen Grund: "Morgens geht die Sonne auf, dann ziehen die Wolken durch, abends geht die Sonne wieder unter."

Heißt: Die echte Sonne ist unberechenbar, "Synlight" dagegen nicht. "Hier schalten wir die Sonne an, wenn wir sie brauchen." Dann wird das Licht aus den Strahlern gezielt auf einen Reaktor gerichtet, in dem durch die Hitze die Spaltung des Wassers ausgelöst wird.

Dass das Verfahren funktioniert, wurde bereits im Labor bewiesen. Jetzt geht es darum, es zu verbessern. Dafür ist die Sonne derzeit oft im Einsatz - mit aller Vorsicht natürlich.

„Es ist keine gute Idee, hier stehenzubleiben, wenn das Ding angeworfen ist.“
Prof. Christian Sattler, DLR

Erblindung und schwere Verbrennungen wären die Folge. Deshalb geht die Sonne nur an, wenn niemand im Raum ist. Und eine Metallwand fährt zu, um auch den benachbarten Kontrollraum zu schützen.

Der Aufwand könnte sich lohnen. "Was wir hier vor allen Dingen kontrollieren, ist die Größe der Anlage und die Automatisierung, wie ein solcher Prozess ablaufen kann," erklärt Sattler. Das Ziel: Das Verfahren soll bald auch im "industriellen Maßstab" angewendet werden. Dann allerdings draußen im Freien, in sogenannten Solarthermie-Anlagen. Hunderte Spiegel lenken das Sonnenlicht auf einen Reaktor in einem Turm.

Alternative Energie, effizient und kostengünstig

"Die Idee ist, dass solche Anlagen in sonnenreichen Gegenden dieser Welt stehen", so Sattler. In Wüsten etwa, wo es viel Platz und viel Licht gibt. "Dort kann man sehr effizient und kostengünstig Brennstoffe wie Wasserstoff herstellen." Das grüne, klimafreundliche Gas könnte dann nach Deutschland importiert werden.

Denn hier gibt es weder genug Sonne noch genug Ökostrom, um den erwarteten Bedarf in den nächsten Jahrzehnten zu decken. In der Wasserstoffstrategie der Bundesregierung werden die Importe deshalb bereits mitgedacht. Erste Pilotprojekte zur Herstellung sind bereits gestartet.

Deutschland hat eine Nationale Wasserstoffstrategie auf den Weg gebracht. Dafür sieht die Regierung Milliarden-Zuschüsse vor. Im Zentrum steht dabei sogenannter grüner Wasserstoff.

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Auch jetzt schon würden 70 Prozent der Primärenergie nach Deutschland importiert, betont Katherina Reiche, Vorsitzende des Nationalen Wasserstoffrates. Das wäre auch in Zukunft so. "Aber das ist dann nicht mehr Öl oder Kohle, sondern es wird eines Tages Wasserstoff sein."

Wasser ist ein "rares Gut"

Die Produktion im Ausland müsse dabei aber gerecht und nachhaltig passieren, fordert Dr. Christiane Averbeck von der Klima-Allianz Deutschland. Wasser etwa sei ein rares Gut in den Ländern des Südens. Und die Produktion dürfe nicht die Energiewende im Land selbst bremsen:

Es darf nicht sein, dass wir in Südafrika grünen Wasserstoff produzieren lassen für Europa. Aber Südafrika betreibt sein Energiesystem weiterhin mit Kohle.
Dr. Christiane Averbeck, Klima-Allianz Deutschland

Dass es künftig ganz ohne Importe gehen wird, glaubt auch sie nicht. Zunächst müsse aber die Herstellung in Deutschland selbst vorangetrieben werden - und dazu auch der Ausbau von Wind- und Solaranlagen. "Das ist das Nadelöhr momentan, und da brauchen wir natürlich politische Willensstärke hier in Deutschland."

Mark Hugo ist Redakteur in der ZDF-Umweltredaktion.

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