Wie können wir nachhaltiger leben und die Zukunft auf unserem Planeten gemeinsam gestalten? Darum dreht sich vom 20. bis 26. September die sechste „Europäische Nachhaltigkeitswoche“ (ENW). Beim Thema nachhaltiges Leben ist auch die Wissenschaft gefragt. In einem Special zur ENW stellen wir immer dienstags spannende Forschungsprojekte von Paderborner Forscher*innen vor, die sich mit einem Nachhaltigkeitsthema beschäftigen.
Grundlagenforschung und Anwendungstechnologien eng verzahnen
Airbus will bis 2035 emissionsfrei fliegen, Mercedes-Benz stellt den Brennstoffzellen-LKW vor, die Bundesregierung legt den Grundstein für eine globale Wasserstoffwirtschaft – Pläne von heute, damit die Welt von morgen grüner wird. Und die Zeit drängt: Deutschland soll bei Wasserstofftechnologien die Nummer eins werden. Das hat Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier im Sommer verkündet. Wissenschaft und Forschung arbeiten auf Hochtouren. Elementarer Bestandteil der Energiewende ist sogenannter grüner Wasserstoff, der auf Basis von Ökostrom produziert wird. Viel Wind um nichts? Im Gegenteil. „Der weltweite Bedarf an Energie und Mobilität muss gedeckt werden, ohne dabei klimaschädliche Stoffe zu produzieren. Anders kann es uns nicht gelingen, die gesetzten Klimaziele zu erreichen“, sagt Prof. Dr. Matthias Bauer von der Universität Paderborn. Der Chemiker erforscht in einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt, wie Wasserstoff mithilfe von Sonnenlicht erzeugt werden kann.
Breite Anwendung ist gefragt
Mit der Nationalen Wasserstoffstrategie hat die Bundesregierung den Rahmen für die zukünftige Herstellung, Nutzung und Wiederverwendung des gasförmigen Hoffnungsträgers abgesteckt. Erklärtes Ziel ist u. a. die sukzessive Umstellung auf grünen Wasserstoff in den Bereichen Verkehr, Industrie, Wärmemarkt. Mittel- und langfristig müsse insbesondere die Brennstoffzellentechnologie im Mobilitätssektor zu einer breiten Anwendung gelangen, hält Bauer fest. „Die Dekarbonisierung – also die deutliche Reduzierung kohlenstoffhaltiger Energieträger – ist entscheidend für einen grundlegenden Strukturwechsel im öffentlichen Personenverkehr, bei privaten PKWs und in der Transportlogistik.“
Paderborn möchte sowohl bei der Erforschung als auch bei der Entwicklung dieser Technologie künftig eine herausragende Stellung einnehmen. „Wir haben an der Universität nicht nur eine starke naturwissenschaftliche Grundlagenforschung, sondern auch anwendungsbezogene Mobilitätsforscher, Software- und KI-Experten“, so Bauer.
Grüner Kreislauf
Wasserstoff stellt als Antrieb für Elektroautos eine umweltfreundliche Alternative zu konventionellen Treibstoffen wie Benzin oder Diesel dar. Der Wissenschaftler erklärt: „Derzeit erforschen mein Team und ich, wie Wasserstoff möglichst effizient und vor allem ressourcenschonend auf Basis von Sonnenlicht erzeugt werden kann. Zusammen mit Sauerstoff kann er relativ einfach und direkt in elektrische Energie umgewandelt werden. Als Abfallprodukt entsteht Wasser, aus dem mithilfe von Katalysatoren und Strom dann wieder Wasserstoff gewonnen werden kann. Ein grüner Kreislauf also“.
Aktuell liegt der nationale Wasserstoffverbrauch laut Bundesregierung bei rund 55 Terrawattstunden. Größtenteils stammt er als blauer Wasserstoff allerdings aus fossilen Ausgangsstoffen und geht deshalb mit erheblichen CO2-Emissionen einher. „Das muss sich dringend ändern. Wirklich nachhaltig ist nur grüner Wasserstoff“, lautet Bauers Einschätzung.
Deutschland muss am Ball bleiben
Eine jüngst vom BMBF in Aussicht gestellte Machbarkeitsstudie für eine deutsch-australische Lieferkette soll jetzt den Aufbau einer weltweiten grünen Wasserstoffwirtschaft vorantreiben. Dazu Bauer: „Daraus ergeben sich nicht nur neue Absatzmärkte für deutsche Unternehmen. Auch für unsere Wissenschaft wäre das von großer Bedeutung. Deutschland kann sich weltweit als Land mit herausragender Spitzenforschung und als technologischer Marktführer positionieren. Denn neben dem Mobilitätssektor ist grüner Wasserstoff vor allem für die Industrie, bei der Erzeugung von Chemikalien oder Kunststoff und im Rahmen von Power-to-Heat, also zum Heizen, interessant. Viele dieser Technologien müssen allerdings durch Forschung weiter verbessert und zur Industriereife entwickelt werden.“ Gleichzeitig gibt der Chemiker zu bedenken: „Die Bestrebungen der Bundesregierung und die Tatsache, dass inzwischen zahlreiche Länder eine Wasserstoffstrategie haben, zeigen einmal mehr, dass die Energiewende mittlerweile zum dominierenden Thema in Politik, Wirtschaft und Wissenschaft geworden ist. Deshalb sehen wir uns als Wissenschaftler aufgefordert, diese gesamtgesellschaftlich fundamental wichtigen Ideen und Pläne in die Tat umsetzen – und das zügig, damit Deutschland auch wirklich eine Vorreiterrolle einnehmen kann“.
Nina Reckendorf, Stabsstelle Presse, Kommunikation und Marketing
Die Universität Paderborn beteiligt sich mit verschiedenen Aktionen an der „Europäischen Nachhaltigkeitswoche“. Erfahren Sie mehr unter go.upb.de/enw2020 und #UPB4ausDenken.
