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Ökonomie der Elemente

Wasserstoff (H)

Was im Periodensystem an Wirtschaft steckt.





Die besondere Eigenschaft

Das häufigste Element im Universum ist auch das leichteste. Auf der Erde tritt es meist als Molekül auf; das farb- und geruchlose Gas ist leicht entzündlich und ein sehr guter Wärmeleiter.

Wer braucht es?

Jene, die auf die Brennstoffzelle als Antrieb der Zukunft setzen. Der Großteil der Weltmarktproduktion wird aber derzeit dafür verwendet, fossile Brennstoffe aufzubereiten: Raffinerien senken durch Wasserstoff den Schwefelgehalt in Diesel und Benzin.

In der Raumfahrt dient es als Antriebsbrennstoff und an Bord zur Stromerzeugung. In der Metallindustrie sorgt es in Wärmebehandlungsöfen für glänzende Oberflächen bei Stahl, ebenso wird es eingesetzt zum schnellen Abkühlen von Werkstücken, in der Herstellung ultrafeiner Metallpulver und beim Plasmaschweißen und -schneiden.

Wichtig ist es auch zur Herstellung von Ammoniak für Düngemittel. Die Halbleiterindustrie benötigt Wasserstoff für Abscheidungsprozesse, etwa in der Solarindustrie, die Lichttechnik für Leuchtmittel und Lichtwellenleiter.

Die Lebensmittelindustrie stellt mithilfe von Wasserstoff Zuckerersatzstoffe oder gehärtete Fette her, mit denen etwa Tiefkühlkost nach dem Auftauen stabil bleibt. Auch Abwasser werden damit gereinigt. In der Glasindustrie sorgt es beim Schmelzen für weniger Emissionen und klareres Glas. In der Pharmazie und Biotechnik wird es zur Zellkonservierung sowie in der Labor- und Analysetechnik verwendet. In Form von Peroxid fungiert es als medizinisches Sterilisationsmittel oder als Bleiche, etwa in der Zellstoffherstellung.

Wo findet man es?

In der Luft, im Wasser und in kohlenstoffhaltigen Brennstoffen. Gewonnen wird es aber meist als Nebenprodukt in der chemischen Industrie. Die häufigste industrielle Herstellungsmethode ist die Dampfreformierung: Wasserdampf und beispielsweise Erdgas durchströmen katalytische Röhren, die von außen erhitzt werden. In der chemischen Reaktion entstehen Synthesegase, unter anderem Wasserstoff. Dieser Prozess verbraucht Energie und führt zum Ausstoß von Klimagasen, weshalb Kritiker der angeblich emissionslosen Brennstoffzelle skeptisch gegenüberstehen.

Wer verkauft es?

Die großen Hersteller von Industriegasen, etwa Linde (Deutschland), durch die beschlossene Fusion mit Praxair (USA) der mit Abstand größte Anbieter. Wettbewerber sind Air Liquide (Frankreich) und Air Products (USA), Taiyo Nippon Sanso (Japan) oder Xebec Adsorption (Kanada). Führende Anbieter für Wasserstoffperoxid sind Evonik (Deutschland) und Solway (Belgien).

Der Weltmarkt

Die globale Jahresproduktion liegt bei mehr als 50 Millionen Tonnen. Angebot und Nachfrage steigen, vor allem wegen strengerer Abgasbestimmungen. Der weltweit größte Markt sind die USA – das stärkste Wachstum zeigt sich in China.

Der Preis …

… liegt zwischen drei und zehn Dollar pro Kilogramm. Ein Gutteil der Kosten entsteht durch den Transport in speziellen Behältern und durch den Einsatz von Verflüssigungsanlagen.

Wie geht es weiter?

Der Bedarf an sauberen Kraftstoffen steigt. Potenzial steckt auch in neuen Techniken zur Speicherung erneuerbarer Energien. Produktionsüberschüsse aus der Windkraft könnten in die energieintensive Herstellung von Wasserstoff fließen, der später in Brennstoffzellen wieder in Energie umgewandelt werden kann. Sollte der Brennstoffzelle der Durchbruch als Antrieb für Autos, Busse, Züge, Schiffe oder Flugzeuge gelingen, wäre Wasserstoff das Element der Zukunft. Die Düngernachfrage steigt durch die wachsende Weltbevölkerung. Der Gesamtumsatz mit Wasserstoff wird für das Jahr 2024 auf 180 Milliarden US-Dollar geschätzt. ---

Ordnungszahl im Periodensystem: 1
Elementsymbol, fest (schwarz): H
Relative Atommasse: 1,008