Wasserstoff ist ein chemisches Element und das erste im PSE. Gemeint ist allerdings meist das Gas (H₂). In der Erdatmosphäre kommt Wasserstoff vor allem in gebundener Form, beispielsweise als Bestandteil von Wasser (H₂O) oder organischen Verbindungen, vor. Wasserstoff gilt als vielversprechender Energieträger der Zukunft, da er emissionsfrei genutzt werden kann und vielseitige Anwendungen in der Energieversorgung, Mobilität und Industrie ermöglicht.

Eigenschaften von Wasserstoff

1. Chemische Struktur:
   • Wasserstoff ist das leichteste und einfachste Element, bestehend aus einem Proton und einem Elektron.
2. Energieträger:
   • Wasserstoff hat einen hohen Energiegehalt pro Gewichtseinheit und kann als Brennstoff oder Speichermedium verwendet werden.
3. Emissionen:
   • Bei der Verbrennung von Wasserstoff entsteht nur Wasser, keine Treibhausgase.
4. Flexibilität:
   • Wasserstoff kann in Gas-, Flüssig- oder gebundener Form gespeichert und transportiert werden.

Arten der Wasserstoffproduktion

1. Grauer Wasserstoff:
   • Hergestellt aus fossilen Brennstoffen wie Erdgas, wobei CO₂-Emissionen freigesetzt werden.
2. Blauer Wasserstoff:
   • Wie grauer Wasserstoff, jedoch mit CO₂-Abscheidung und Speicherung (Carbon Capture and Storage, CCS).
3. Grüner Wasserstoff:
   • Hergestellt durch Elektrolyse mit erneuerbaren Energien, vollkommen emissionsfrei.
4. Türkiser Wasserstoff:
   • Erzeugt durch Methanpyrolyse, wobei Kohlenstoff in fester Form gewonnen wird.

Wasserstoff im Bauwesen

Wasserstoff hat das Potenzial, das Bauwesen nachhaltiger und klimafreundlicher zu gestalten, insbesondere durch seine Rolle als Energieträger und Rohstoff:

1. Energieversorgung von Gebäuden:
   • Wasserstoff kann zur Strom- und Wärmeerzeugung in Brennstoffzellen oder Wasserstoffkesseln genutzt werden.
2. Baumaschinen:
   • Wasserstoffbetriebene Maschinen und Fahrzeuge reduzieren Emissionen auf Baustellen.
3. Materialherstellung:
   • Einsatz von grünem Wasserstoff in energieintensiven Prozessen wie der Zement-, Stahl– oder Glasproduktion.
4. Speicherung erneuerbarer Energien:
   • Überschüssige Energie aus Photovoltaik oder Windkraft kann in Form von Wasserstoff gespeichert werden.

Vorteile von Wasserstoff im Bauwesen

1. Emissionsfreie Energie:
   • Wasserstoff bietet eine klimafreundliche Alternative zu fossilen Brennstoffen für die Energieversorgung.
2. Nachhaltige Materialproduktion:
   • Reduktion der CO₂-Emissionen bei der Herstellung von Baustoffen wie Stahl und Zement.
3. Flexibilität:
   • Wasserstoff kann in dezentralen Energiesystemen eingesetzt und lokal produziert werden.
4. Energiekreislauf:
   • Nutzung von Wasserstoff zur Speicherung und Rückverstromung von erneuerbaren Energien.
5. Förderung der Kreislaufwirtschaft:
   • Wasserstoff kann in Kombination mit Recyclingprozessen die Ressourcenschonung unterstützen.

Herausforderungen der Wasserstoffnutzung

1. Kosten:
   • Die Herstellung von grünem Wasserstoff ist derzeit teurer als die fossiler Alternativen.
2. Infrastruktur:
   • Aufbau eines umfassenden Netzwerks für Transport, Speicherung und Verteilung von Wasserstoff ist erforderlich.
3. Effizienz:
   • Energieverluste bei der Umwandlung, Speicherung und Nutzung von Wasserstoff müssen reduziert werden.
4. Sicherheitsrisiken:
   • Wasserstoff ist leicht entzündlich und erfordert spezielle Sicherheitsvorkehrungen.

Wasserstoff und Nachhaltigkeitszertifikate

1. DGNB:
   • Berücksichtigt den Einsatz von grünem Wasserstoff in der Energieversorgung und Materialproduktion positiv.
2. LEED:
   • Fördert innovative Energielösungen wie Wasserstoff, die die CO₂-Emissionen reduzieren.
3. BREEAM:
   • Bewertet die Integration von Wasserstoffsystemen in die Energieeffizienz und Umweltleistung eines Projekts.
4. WELL:
   • Indirekt durch die Verbesserung der Luftqualität und die Förderung nachhaltiger Energiesysteme.

Anwendungen von Wasserstoff im Bauwesen

1. Energieautarke Gebäude:
   • Kombination von Photovoltaik, Elektrolyse und Wasserstoffspeichern zur unabhängigen Energieversorgung.
2. Grüner Stahl:
   • Verwendung von Wasserstoff statt Kohle in der Stahlproduktion zur Reduzierung von CO₂-Emissionen.
3. Baustellenlogistik:
   • Einsatz von wasserstoffbetriebenen Transport- und Baumaschinen zur Minimierung von Emissionen.
4. Smart Cities:
   • Integration von Wasserstoff als Teil intelligenter, nachhaltiger Energiesysteme.

Innovationen im Bereich Wasserstoff

1. Wasserstoff-Brennstoffzellen:
   • Hochleistungsfähige Systeme zur effizienten Umwandlung von Wasserstoff in Strom und Wärme.
2. Power-to-Gas:
   • Speicherung überschüssiger erneuerbarer Energie in Form von Wasserstoff, der später genutzt oder in Methan umgewandelt werden kann.
3. Hybridlösungen:
   • Kombination von Wasserstoff mit Batterietechnologien zur Optimierung der Energieeffizienz.
4. Wasserstoffnetzwerke:
   • Aufbau regionaler Wasserstoffcluster zur Förderung der Nutzung und Verbreitung.

Wasserstoff bietet enorme Potenziale für die Energiewende und die nachhaltige Transformation des Bauwesens. Als emissionsfreier Energieträger und Rohstoff für die Herstellung von Baustoffen kann Wasserstoff erheblich zur Reduktion von CO₂-Emissionen beitragen. Trotz Herausforderungen wie Kosten und Infrastrukturbedarf werden Innovationen und politische Förderung den Weg für eine breitere Nutzung von Wasserstoff ebnen. Insbesondere grüner Wasserstoff wird eine Schlüsselrolle in einer klimafreundlichen Bau- und Energiewirtschaft spielen.