Energiewende Grüner Wasserstoff: Politik entdeckt die Alternative zum Strom
Das Wirtschaftsministerium will die CO2-neutrale Erzeugung von Brennstoffen vorantreiben.
Berlin Die Bundesregierung rückt Wasserstoff ins Zentrum ihrer Pläne für Energiewende und Klimaschutz. Das belegt ein dem Handelsblatt vorliegendes Papier aus dem Bundeswirtschaftsministerium, das die künftige Rolle gasförmiger Energieträger in den Sektoren Verkehr, Industrie, Gebäude und Stromerzeugung skizziert.
Das Papier zieht die Zwischenbilanz eines umfassenden Dialogprozesses, den das Bundeswirtschaftsministerium mit Energiewirtschaft und Industrie geführt hat. Bis Ende August soll daraus ein Konzept werden, im Oktober wird das Bundeswirtschaftsministerium seine Pläne präsentieren.
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„Gasförmige Energieträger sind fester und langfristiger Bestandteil der Energiewende“, heißt es in dem Ministeriumspapier. Strombasierte Gase wie Wasserstoff würden Erdgas „kontinuierlich substituieren, insbesondere nach 2030“.
Sie „sollten kurz- bis mittelfristig insbesondere aus industriepolitischen Gründen auch inländisch produziert werden“. Langfristig würden sie „zur Substitution von fossilen Gasen zur weitreichenden Dekarbonisierung benötigt“, steht in dem Papier weiter.
Für weite Teile der Wirtschaft sind Wasserstoff und synthetisches Gas von essenzieller Bedeutung. Werden sie klimaneutral hergestellt, können sie die Basis für starke CO2-Reduktionen in der Stahl- oder Chemieindustrie bilden. Auch in den Sektoren Verkehr und Gebäude können sie entscheidende Beiträge zur CO2-Reduktion leisten.
Voraussetzung ist allerdings, dass klimaneutraler Wasserstoff und weitere Gase, etwa Methan, überhaupt in nennenswerter Größenordnung hergestellt werden können. Im Kern geht es darum, mittels Strom aus erneuerbaren Quellen auf dem Weg der Elektrolyse Wasserstoff herzustellen. Dieser Wasserstoff ist dann klimaneutral. Er kann direkt eingesetzt werden, etwa in der Industrie oder für den Betrieb von Brennstoffzellen.
Er kann auch weiterverarbeitet werden zu Methan oder zu flüssigen Brenn- und Treibstoffen, den sogenannten E-Fuels. Der Nachteil: Die Umwandlungsverluste sind sehr hoch, ein Teil des eingesetzten Stroms bleibt ungenutzt.
Diesem Nachteil stehen unbestreitbare Vorteile gegenüber: Es entstehen klimaneutrale Brennstoffe, die leicht speicherbar sind und auch dort eingesetzt werden können, wo eine direkte Stromanwendung ausscheidet, etwa im Schwerlast-, Schiffs- oder Flugverkehr.
Außerdem kann die bereits vorhandene Gasinfrastruktur weiter genutzt werden. Aus Sicht der Gasbranche ist das ein riesiger Vorteil. Konventionelles Erdgas wird zwar noch über viele Jahre eine wichtige Brückenfunktion ausfüllen.
Angesichts ambitionierter Klimaziele dürfte die Bedeutung ab 2030 kontinuierlich abnehmen. Eine Beimischung von klimaneutralem Wasserstoff oder Methan könnte jedoch die CO2-Bilanz von Erdgas verbessern. Auch eine Substitution des Erdgases zu hundert Prozent durch CO2-neutrale Gase erscheint denkbar.
Die klimaneutrale Erzeugung von Brennstoffen rückt in den Fokus.
Auch diesem Thema widmet sich das Papier aus dem Bundeswirtschaftsministerium. Darin heißt es, die Weiternutzung der Gasnetze sei „für eine erfolgreiche Energiewende notwendig“. Es bestehe allerdings „politischer Entscheidungsbedarf hinsichtlich der infrastrukturellen Voraussetzungen für eine Nutzung von Wasserstoff“ in den vorhandenen Netzen.
Die Branche drängt. So fordert die Vereinigung der Fernleitungsnetzbetreiber Gas (FNB Gas) eine Quote zur Beimischung CO2-neutraler Gase. Damit, so die Argumentation, könnte der Markthochlauf der erforderlichen Technologien, also der Weg vom Pilotprojekt zum großtechnischen Einsatz, deutlich erleichtert werden.
Die Quote könnte 2021 mit einem Anteil von einem Prozent beginnen und bis 2030 auf zehn Prozent steigen, regt der Verband an.
Die industriepolitischen Effekte eines Markthochlaufs wären enorm. Eine Studie von Frontier Economics und dem IW Köln sieht Wertschöpfungseffekte eines Markthochlaufs in Höhe von 27 Milliarden Euro sowie die Chance zur Schaffung von 350.000 Arbeitsplätzen allein durch die Produktion von Elektrolyseuren.
Die Branche schöpft Hoffnung
In diesen Anlagen wird aus Strom Wasserstoff hergestellt. Unternehmen wie Siemens oder Linde haben dort bereits eine starke Position.
Das klare Bekenntnis des Wirtschaftsministeriums zu strombasiertem Wasserstoff und ähnlichen Gasen ist ein weiterer Beleg für einen Stimmungswandel im Ressort. Erst Mitte Juli hatte Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier (CDU) 20 Gewinner im „Ideenwettbewerb Reallabore der Energiewende“ bekanntgegeben. Der größte Teil der ausgezeichneten Projekte befasste sich mit Wasserstoff.
Über Jahre wurde die Umwandlung von Strom aus erneuerbaren Quellen in Wasserstoff im Wirtschaftsressort eher skeptisch gesehen. An entscheidenden Stellen im Haus wurden strombasierte Anwendungen in den Vordergrund gerückt, Ziel war die „all electric society“: In möglichst allen Sektoren sollte die direkte Anwendung von Strom dominieren.
Gerade im Bereich Mobilität wird bisher auf Direktstrom gesetzt.
Die Nutzung erneuerbaren Stroms für die Herstellung von Brennstoff galt aufgrund der hohen Umwandlungsverluste als Ressourcenverschwendung. Mittlerweile hat sich die Erkenntnis durchgesetzt, dass zumindest in einigen Anwendungsfällen, etwa in der Industrie und im Verkehrssektor, synthetische Brennstoffe auf lange Sicht alternativlos sein dürften.
Nicht nur im Wirtschaftsressort hat sich die Haltung gewandelt: Bundesumweltministerin Svenja Schulze (SPD) hatte vor einigen Wochen ein „Aktionsprogramm für strombasierte Brennstoffe“ vorgelegt. Und Mitte Juli hatte Kanzlerin Angela Merkel bei ihrem Besuch im Wasserstoff-Innovationszentrum des Siemens-Konzerns in Görlitz die Bedeutung des Zukunftsthemas betont.
Die Branche schöpft Hoffnung. „Wir beobachten, dass sich die Bundesregierung bei den Themen Wasserstoff und synthetische Gase deutlich bewegt hat. Es scheint sich die Erkenntnis durchgesetzt zu haben, dass die ,all electric society‘ Wunschdenken bleiben wird“, sagte Timm Kehler, Chef des Branchenverbandes „Zukunft Erdgas“, dem Handelsblatt.
Es komme jetzt darauf an, regulatorische Hürden aus dem Weg zu räumen und wirtschaftliche Anreize zu setzen. Er halte einen Wasserstoffanteil von bis zu 20 Prozent im Gasnetz für sinnvoll und technisch umsetzbar, sagte Kehler. Er unterstützt die Forderung der Ferngasnetzbetreiber. „Die Stimulierung der Nachfrage nach Wasserstoff über eine intelligente Quotenregelung für grüne Gase könnte ein gangbarer Weg sein“, sagt er.
Auch die Grünen denken um
Selbst die Grünen, die das Thema Wasserstoff bislang mit spitzen Fingern angefasst hatten, bewegen sich. Erst in der vergangenen Woche wurde ein Papier führender Mitglieder der Bundestagsfraktion bekannt, in dem diese die Bedeutung des Wasserstoffs und synthetischer Kraftstoffe für ein Gelingen der Energiewende betonen.
„Wo direkte Stromnutzung an ihre Grenzen stößt, wird Wasserstoff unverzichtbar werden, beispielsweise im Industriesektor oder im Fernverkehr“, sagte Ingrid Nestle, Sprecherin für Energiewirtschaft der Grünen-Fraktion im Bundestag. Nestle gehört mit ihren Fraktionskollegen Oliver Krischer, Lisa Badum, Matthias Gastel, Stephan Kühn und Julia Verlinden zu den Verfassern des Papiers.
Wasserstoff könne „zu einem wichtigen Teil im Puzzle der Energiewende werden“, sagt Nestle. Es sei nun Aufgabe der Politik, die Weichen für eine nachhaltige Wasserstoffwirtschaft zu stellen. „Dazu zählen ein Neustart beim Ausbau der Erneuerbaren sowie eine Reform der Umlagen und Abgaben“, sagte Nestle.
Mehr: Bis vor Kurzem galten sie noch als sehr teuer. Aber die Technologien zu Energiespeichern werden immer günstiger. Für die Energiewende ist das elementar.
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Eine Einlassung zu grünem Wasserstoff gibt es schon lange. Bockris/Justi und in dieser Folge Tetzlaff. Leider ist Herr KH Tetzlaff zu früh verstorben, seine Ideen zu einer Wasserstoffwirtschaft sind bestechend. Die Diskussionen zu den Stromtrassen wären in einem Fall der Umsetzung, sofern gewollt, abgeräumt. Als Rohstoff dient eine jegliche Biomasse und der Satz der Thermodynaik würde auch nicht tangiert. Mehr Informationen unter:
http://www.bio-wasserstoff.de/
Noch ein weiterer Aspekt ist von Bedeutung: Es sollten nicht mehr so viele Wälder für Nachwachsende Energieen abgeholzt werden. Die erhofften Gewinne daraus fielen weg.
@Susanne Zeller
Wind, Sonne, Wasserkraft und Produkt der Chlorophylle- Photosyntese (Pflanzen zum Verbrennen) sind die angedachten Energiequellen, um Wasserstoff zu erzeugen.
Und diese Energiequellen kommen primär jeweils von der Sonne.
Es gibt bei diese „Euphorie“ kein Perpetuum Mobile.
Eine kurze Berechnung:
1 m³ H2 entspricht etwa 0,09 kg
das bedeutet
1 kg H2 entspricht somit ca. 11,1 m³.
Für die Herstellung von 1 m³ H2 werden ca. 4,5 kWh benötigt.
Ein mit H2 betriebenes Fahrzeug verbraucht etwa 1,2 kg H2.
Das entspricht 1,2*11,1*4,5=59,94 kWh.
Ein Elektrofahrzeug verbraucht unter realen Bedingungen im Schnitt 20-30 kWh/100 km.
Wo ist der Effekt eines mit Wasserstoff betriebenen Fahrzeugs?
Das bedeutet, dass etwa eine doppelte Energiemenge erforderlich ist, um den Verkehr mit Wasserstoff zu betreiben, anstatt es direkt elektrisch zu tun. Also doppelte Anzahl an Windrädern, doppelten Fläche an Photovoltaik, doppelte Menge an Kohle, Uran oder sonst irgend Etwas.
Macht das Sinn?
Was ich nicht verstehe:
die drei bzw sogar vier Hauptsätze der Thermodynamik, die, soweit ich weiß, bisher unangefochten sind, begründen, dass es kein Perpetuum Mobile geben kann, also keine Maschine /System, die/das entweder die eigene Energie erzeugt, die sie benötigt oder sogar darüber hinaus noch welche abgibt.Nun möchte man (div. Presseartikel im Netz) Wasserstoff zur weiteren Verwendung als Treibstoff erzeugen (gibts ja längst, nichts Neues). Dazu braucht man Strom - Auch das: Nichts Neues. Den wiederum kann man auch wieder nur aus Energiequellen, egal ob fossile oder Nicht-fossile, gewinnen. Man muss also in die Produktion einer Kilowattstunde Energie aus Waserstoff x Kilowattstunden hineinstecken. Reden wir mal nicht über den Wirkungsgrad, aufgrunddessen in ALLEN technischen Prozessen ein Teil der Energie in Wärme, Reibungsenergie oder sonstige zunächst unerwünschten Nebeneffekte umgewandelt wird und scheinbar "verloren" geht (natürlich nur "scheinbar" - d.h. die Energie geht nicht verloren, aber sie landet in unerwünschten Nebeneffekten) Reden wir also nur davon: Ich verstrome irgendwas, benötige dazu y Energie, dann erhalte ich die Energie, mit der ich zB Wasserstoff aus anderen Rohstoffen gewinnen kann. Ich erhalte Wasserstoff, der mir die Produktion von x Kilowattstunden Energie ermöglicht. Ich habe die Thermodynamik doch richtig verstanden, wenn ich es so deute: x kann niemals auch nur gleich groß wie y sein, und schon gar nicht größer?
Sonst hätten wir ja ein System, das einem Perpetuum Mobile gliche? Die Botschaft hieße ja dann: Lass uns einfach soviel Wasserstoff machen, wie wir brauchen, um a) neuen Wasserstoff zu machen und b) noch zigtausende von Autos fahren zu lassen? Gruselt es da nur mich oder gruselt es auch ein paar Ingenieure bei solchen Vorstellungen? Ich lese manche euphorischen Presseartikel, die uns das Energieproblem als quasi gelöst "verkaufen" wollen...
Vielleicht könnte das Problem der ungeliebten Stromtrassen damit auch lösen.
Weiterhin wäre in diesem Kontext sinnvoll den Deutscher Zukunftspreis 2018.
Mit der LOHC-Technologie (liquid organic hydrogen carrier) könne bestehende Infrastruktur an Tankstellen, Tankschiffen und -wagen weiter genutzt und so viel Geld gespart werden.
Ich verfolge bereits seit Jahren mit wachsendem unverständnis, wie stiefmütterlich unsere Politik und teile der Industrie die wahre Alternative zu umweltzerstörenden Batterietechnologien behandelt. Ist es endlich soweit? Ich hoffe der Riese erwacht.
Wenn das leichtflüchtige Gas besser transportiert werden könnte sollte es in der Wüste produziert werden, dann hätten die arabischen Staaten weniger Sorge der Westen würde ihnen die Wurst vom Brot nehmen. Die Lobby gegen Wasserstofflösungen wäre sicherlich kleiner. Erdgasverbrennungsmotoren mit Karosserien in leichtbauweise in Kombination mit aus regenerativen Energien hergestellten Wasserstoffen bieten unserem Planeten erheblich bessere Perspektiven und hinterlassen keine Wüsten und brotlose Bauern. Und Sorgen über die Entsorgung des Batterieschrotts, der jetzt auch noch massenweise in Elekto-Fortbewegungsmitteln aller Art verbaut wird, müssten wir uns auch nicht stellen.
Ich freue mich!
Ich bin ja auch Elan Musk Fanboy, aber nur wegen seiner schicken E-Autos das Wissen aus den 70ern, dass nicht Lithium, sondern Wasserstoff auf der Erde reichlich vorhanden ist und die Zukunft der Energie sein könnte zu verlieren, hätte ich echt schade gefunden.
-- Olav
Absolut. Für den Fernverkehr mit großem Tankvolumen und langen Fahrstrecken ist der Wasserstoff ein guter Kraftstoff. Das gilt für Bahnen, das gilt für Busse, das gilt für den Schiffsverkehr im Besonderen wegen seines Schwerölkatstrophenatriebes, und es gilt für den LKW-Verkehr. Für den PKW ist es ungeeignet.
Vielleicht sollten alle, die zu diesem Thema sprechen einen Nachweis über Sachverstand in Thermodynamik beibringen. Als Schüler H2 und O2 an der Elektrode blubbern zu sehen, das reicht nicht.