Den Klimawandel erforschen und stoppen

Umwelt- & Klimaschutz: Wissenschaftler mahnen zum Umweltschutz

Den Klimawandel erforschen und stoppen

Klimaschutz ist eine der großen Menschheitsaufgaben. Im Europäischen Forschungsraum (EFR) wird mit Hochdruck daran gearbeitet, klimafreundliche Technologien und Innovationen für den Umweltschutz zu entwickeln.
Waldbrände, Hitzesommer und andere extreme Wetterlagen, steigender Meeresspiegel und schmelzende Polkappen: Der Klimawandel bedroht unsere natürliche Umwelt und damit die Basis unseres Zusammenlebens, letztlich unsere Zukunft.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler thematisieren die Folgen des Klimawandels seit Jahren, mahnen zum Umweltschutz und arbeiten an Lösungen. Ansatzpunkte sind etwa eine nachhaltige, ressourcenschonende Landwirtschaft, innovative Mobilitätskonzepte und der verstärkte Einsatz erneuerbarer Energien.
Politik und Gesellschaft haben verstanden, dass die globale Erderwärmung schnell gestoppt werden muss. Nun ist konsequentes Handeln gefragt. Jeder und jede Einzelne kann dazu beitragen – aber kein Land alleine kann den Klimawandel aufhalten. Der Übergang von Wirtschaft und Gesellschaft zu mehr Nachhaltigkeit ist daher ein gemeinsames Ziel.
EU-Kommissionspräsidentin Ursula von der Leyen hat dieses Ziel klar formuliert: Bis 2050 soll Europa der erste klimaneutrale Kontinent der Welt sein!
Um das zu erreichen sollen bis 2030 in einem ersten Zwischenschritt die Treibhausgasemissionen gegenüber 1990 um mindestens 55 Prozent gesenkt werden, ein ehrgeiziges Vorhaben.
Um die Treibhausgase zu reduzieren, müssen fossile Brennstoffe wie Erdöl, Erdgas und Kohle ersetzt werden. Das ist vor allem eine Herausforderung für große Energieverbraucher und damit auch für das dicht besiedelte und verkehrsreiche Industrieland Deutschland. Grüner Wasserstoff kann hier eine Lösung sein. Er wird aus erneuerbaren Energiequellen produziert, die in speziellen Anlagen in Wasserstoff umgewandelt werden. Allerdings ist die Technologie noch nicht reif genug für die flächendeckende Anwendung. Zudem ist der Aufbau von Wertschöpfungs- und Lieferketten nötig, die den Import aus sonnen- und windreichen Weltregionen ermöglichen.

Kontinuierliche Forschung und Entwicklung ist erforderlich, um die Wasserstofftechnologien technisch zu verbessern, hocheffizient und so wettbewerbsfähig wie möglich zu machen. Die deutsche EU-Ratspräsidentschaft hat sich deshalb auf die Fahnen geschrieben, einen Schwerpunkt auf die Forschung und Entwicklung zum grünen Wasserstoff zu legen. Sie baut damit auf der nationalen Wasserstoffstrategie und der Wasserstoffstrategie der EU auf.
Weit über die Treibhausgasemissionen hinaus setzen die EU und die Mitgliedstaaten in den nächsten Jahren einen Schwerpunkt auf die Forschung zum Klimawandel. Mit mindestens 35 Prozent ist mehr als ein Drittel der Fördermittel des EU-Rahmenprogramms für Forschung und Innovation „Horizont Europa“ während der Programmlaufzeit 2021 bis 2027 und über die verschiedenen Themenbereiche hinweg für klimarelevante Forschung vorgesehen. Mit diesen Mitteln sollen möglichst schnell greifbare Ergebnisse erzielt werden. Daher sind zwei der fünf neuen Missionen bei „Horizont Europa“ auf Klimaneutralität und den Übergang zu einer widerstandsfähigen und nachhaltigen Gesellschaft ausgerichtet: „Ein klimaresistentes Europa“ und „100 klimaneutrale Städte bis 2030 – mit den und für die Bürgerinnen und Bürger“. Denn die Zivilgesellschaft ist gefragt, ihre Perspektive und Erfahrungen in die Aktionen zur Umsetzung der Missionen einzubringen. Ihr Engagement trägt dazu bei, Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft zusammenzubringen.

Tragfähiges Netzwerk:

Im Europäischen Forschungsraum werden Erkenntnisse gesammelt und geteilt. Der EFR bündelt wissenschaftliche Expertise und schafft eine Basis für klimafreundliche Technologien und innovative Konzepte zum Schutz der Wälder, Meere und Lebensräume. Um die Klimaforschung voranzubringen ist es darüber hinaus wichtig, dass sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler europaweit vernetzen. Hier setzt das Förderinstrument COST Aktionen an: Finanzielles Engagement unterstützt den wissenschaftlichen Nachwuchs dabei, Anschluss an die europäische Forschungscommunity zu finden. Damit entstehen tragfähige internationale Netzwerke für Forschende sowie Ingenieurinnen und Ingenieure, die gemeinsam wissenschaftlich-technische Maßnahmen zum nachhaltigen Schutz des Klimas erarbeiten.

EU-Forschungsprojekt zu grünem Wasserstoff:

Ein wichtiger Akteur in der europäischen Forschungslandschaft zu grünem Wasserstoff ist das von einer öffentlich-privaten Partnerschaft getragene Unternehmen „Brennstoffzellen und Wasserstoff“, englisch „Fuel Cells and Hydrogen“, kurz FCH. Die drei Mitglieder dieser Partnerschaft sind die Europäische Kommission, die Brennstoffzellen- und Wasserstoffindustrie, vertreten durch Hydrogen Europe, und die Forschungsgemeinschaft, vertreten durch Hydrogen Europe Research.
Sie arbeiten daran, die Markteinführung von FCH-Technologien in Europa zu ermöglichen, unterstützt durch ein Forschungs- und Innovationsprogramm, das saubere, effiziente Lösungen entwickelt und diese bis zur Marktreife bringt. Grüner Wasserstoff birgt enormes Potenzial für den Übergang zu einem klimafreundlichen Energiesystem. Deshalb bündelt der Europäische Forschungsraum (EFR) die Kräfte. Auch Bürgerinnen und Bürger sind eingeladen ihre Vorstellungen einzubringen. Die Nationale Wasserstoffstrategie verzahnt Klima-, Energie-, Industrie- und Innovationspolitik. Und sie bildet die Grundlage für internationale Kooperationen innerhalb und außerhalb Europas. So gilt Wasserstoff weltweit als Schlüsselbaustein der Energiewende. Denn mit seiner Hilfe lassen sich auch die Bereiche klimafreundlich gestalten, die das Klima heute am meisten belasten: die Industrie, der Verkehr und die Wärmeversorgung.
Auch die Europäische Union (EU) setzt daher auf Grünen Wasserstoff. Mit dem Green Deal beschreibt sie ihren Weg in eine nachhaltige und wettbewerbsfähige Wirtschaft. Grüner Wasserstoff spielt darin eine entscheidende Rolle. Doch bis dorthin gibt es noch viel zu tun. Denn Grüner Wasserstoff ist momentan noch sehr teuer in der Produktion und benötigt große Mengen an Strom aus erneuerbaren Energiequellen. Damit genügend Grüner Wasserstoff für die Industrie bereitsteht, muss er importiert werden.

Doch wie kommt der Grüne Wasserstoff dann nach Deutschland und Europa?

Das sind nur einige der vielen Fragen, die sich für die Forschung stellen. Grüner Wasserstoff wird meist durch Wasserelektrolyse hergestellt. Sie spaltet Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff auf. Drei Arten der Wasserelektrolyse sind heute bereits so ausgereift, dass sie zum Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft beitragen können:
Die alkalische Elektrolyse (AEL). Hierbei werden zwei Metallelektroden in eine wässrige alkalische Lösung getaucht und durch eine durchlässige Membran getrennt. Anschließend wird eine Spannung angelegt. So entsteht an der Anode Sauerstoff und an der Kathode Wasserstoff. Die PEM-Elektrolyse (Proton Exchange Membrane, zu Deutsch: Protonenleitende-Membran-Elektrolyse). Sie trennt die Wassermoleküle in einem sauren Milieu und benötigt dafür seltene Edelmetalle, meist Iridium oder Ruthenium, um Korrosion zu vermeiden. Die Hochtemperatur-Elektrolyse (HTEL). Sie liefert bessere Wirkungsgrade als die anderen beiden Elektrolyseverfahren, weil sie einen Teil der benötigten Energie in Form von Wärme zugeführt bekommt. Sie arbeitet bei Temperaturen von 600 bis 900 Grad Celsius und eignet sich vor allem für die Kopplung mit Prozessen, bei denen eine hohe Abwärme entsteht.
(Quelle: EFR)

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EU-Forschungsprojekt zu grünem Wasserstoff:

Doch wie kommt der Grüne Wasserstoff dann nach Deutschland und Europa?

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