Wasserstoff – ein Joker für die Energiewende

von NEW 4.0 Gastautor, 
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Für den langfristigen Erfolg der Energiewende und für den Klimaschutz sind Alternativen zu fossilen Energieträgern und die CO2-freie Kopplung der Sektoren Strom, Wärme und Verkehr unerlässlich. Wasserstoff wird dabei als vielfältig einsetzbarer Energieträger eine Schlüsselrolle einnehmen. Die Bundesregierung hat deshalb eine Wasserstoffstrategie vorgelegt. Es lohnt sich also beim Wasserstoff genauer hinzuschauen. Das macht unser Gastautor Hans-Joachim Menzel vom Zukunftsrat Hamburg mit seinem neuesten Blogartikel.

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„Nationale Wasserstoffstrategie“: Politik und Wirtschaft träumen wieder von einer globalen Marktführerschaft Deutschlands. Das halbe Hamburger Kohlekraftwerk Moorburg soll ein- mal mit „grünem Wasserstoff“ laufen.

Wasserstoff - H2 - ist ein Gas voller Energie, CO2-frei herstellbar, speicher- und transportfähig. Ein wahrer Trumpf im Klimaschutz! Allerdings: H2 ist extrem flüchtig, 14mal leichter als Luft. In 1 kg H2 stecken 300% der Energie von Benzin. Aber in 1 m3 – in hochdruckkomprimierter, flüssiger Form – sind es nur noch 31%. Die H2-Technologie ist nicht trivial.

Zäumen wir das Pferd mal vom Schwanz auf: Was kann Wasserstoff?

Als Brennstoff kann Wasserstoff oft an die Stelle fossiler Kraftstoffe treten - in der Industrie, in Blockheizkraftwerken, in Motoren: In der CO2-intensiven Stahlindustrie kann H2 den Koks ersetzen. In der Chemieindustrie könnte methanisiertes H2 das Erdgas zur Herstellung von Stickstoffdünger verdrängen. Auch bei der Glasschmelze kann H2 die Aufgabe des fossilen Erdgases übernehmen. Und des Deutschen liebstes Kind fährt mit H2 klimaneutral: mit synthetischem Kraftstoff auf H2/CO2-Basis im Verbrennungsmotor oder elektrisch mit einer H2-gefütterten Brennstoffzelle. Hier führt übrigens Japan den Markt an.

In Deutschland ist die Politik uneins: die SPD will im Straßenverkehr lieber Batterie-Autos. Die CDU will H2 auch im Verbrenner und in Brennstoffzellen. CO2-freier Luft- und Seeverkehr ist mit H2 denkbar. Um Gebäude zu heizen, kann H2 fossiles Gas im Netz oder Fernwärme-Heizwerk ergänzen. Oder in Brennstoffzellen mit Kraftwärmekopplung für Strom und Wärme sorgen.

Das Potenzial ist also groß. Um es zu heben, ist aber noch viel Forschung und Entwicklung nötig - zu Wirkungsgraden, Ressourcenschonung, Recycling oder technischen Verfahren. Und für eine wirtschaftliche Anwendung wohl auch eine Änderung des rechtlichen Rahmens.

Aus Nachhaltigkeitssicht ist vor allem die Herstellung des H2 entscheidend - jetzt haben wir den Kopf des Pferdes erreicht. Gegenwärtig werden in Deutschland ca. 30 Mio t H2 pro Jahr produziert, vor allem durch sog. Dampfreformierung aus fossilem Erdgas: „blauer“ Wasserstoff. 1 Tonne H2 verursacht so 10 t CO2.

In Zukunft soll Wasser-Elektrolyse mit Ökostrom die H2-Produktion übernehmen: „grüner“ Wasserstoff, CO2-frei. Aber der frisst Strom, sehr viel Strom. Heute liegt die Elektrolyse-Kapazität bei unter 100 MW. Das Fraunhofer-Institut rechnet bis 2030 mit einer notwendigen Elektrolyse-Kapazität von 1-5 GW zusätzlicher Leistung pro Jahr, also das 10- bzw. 50-Fache der heutigen Kapazität – pro Jahr. 2050 sollen 50-80 GW erreicht werden.

Bei diesen Größenordnungen erstaunt es nicht, dass Politik und Wirtschaft auch andere Wege ins Auge fassen: andere Herstellungsverfahren wie die Methanpyrolyse und vor allem eine günstigere H2-Herstellung im Ausland - in Marokko, Island oder Australien.

Meine Meinung: Das Pferd von vorn aufzäumen!

Zuerst brauchen wir den energischen Ausbau der Ökostrom-Erzeugung in Deutschland: Wind, Solar, Bio. Dann die H2-Produktion ohne CO2 in vielen Elektrolyseuren. Überschuss-Strom allein kann eine Wasserstoffwirtschaft nicht tragen. Ein H2-Import ist nicht tabu, darf aber nicht abhängig machen und muss auch den Exportländern dienen. Noch kann der Joker H2 nicht ausgespielt werden.

Über den Autor

Profilbild zu: Hans-Joachim Menzel

Hans-Joachim Menzel ist promovierter Jurist und war bis 2015 im Hamburger Staatsdienst, zuletzt beim Datenschutz. Seit Studentenzeiten engagiert er sich ehrenamtlich, etwa als Bundesvorsitzender der entwicklungspolitischen Kinderrechtsorganisation terre des hommes. 1992 gründete er mit anderen den Zukunftsrat Hamburg und war lange Zeit dessen Sprecher. Neben Fachaufsätzen zu rechtlichen, sozialen und Nachhaltigkeits-Themen, erschien 2015 sein Roman "Über unsere Verhältnisse".

2 Kommentare zu "Wasserstoff – ein Joker für die Energiewende"

Ralf Dunker

Moin, Herr Menzel,
danke für die klare Einordnung!
Ich möchte mir erlauben, Ihren Standpunkt noch etwas drastischer zu formulieren: Sollte es auch langfristig technisch nicht möglich sein, grünen Wasserstoff nahezu verlustfrei aus Erneuerbaren zu gewinnen, so muss Politik den Mut haben, den Wasserstoff nur dorthin zu lenken, wo grüner Strom nicht direkt genutzt werden kann. Dann hätte H2 z.B. in PKW, Transporter und Bus nichts verloren, es sei denn, das Geschäftsmodell für komplexe Ingenieurskunst, mit entsprechend langen Zulieferketten, soll unbedingt aufrecht erhalten werden.
Die Energiewende benötigt aber ab jetzt, neben dem Ausbau der "Erzeugung", vor allem Stromspeicher. Keine andere Technik ist hier besser geeignet als der Akku, wenn wir ihn ohnehin millionenfach für den Transport von Mensch und Ware benötigen. Soll der Akku seine volkswirtschaftliche Kapazität voll entfalten, sollte Politik nun, da die Industrie, die die Elektrifizierung Jahrzehnte verweigert hat, jedoch erneut massive Subventionierung fordert, die Normung des Traktionskkus vorschreiben. 200-400 Akkus gehören unter jede Tankstelle, wo sie optimal und bidirektional ladegemanagt werden. Sie bleiben Eigentum der Hersteller, Fahrzeughersteller, Netz- und Tankstellenbetreiber, die die Investitionen über Netzdienstleistungen refinanzieren und den "wahren" Preis für das elektrische Fahren abbilden.
Alles Andere schreckt potenzielle Käufer ab, stellt die Verteilnetz-Betreiber vor drastischen Investitionsdruck, bildet kein Geschäftsmodell ab und macht die E-Mobilität zu einem weiteren, unberechenbaren Stromverbraucher - anstatt die Energiewende zu beschleunigen.

Axel Sandvoß

Nur kurz, die Lithium Ionen Technik erfordert Lithium. Dies steht nicht ausreichend zur Verfügung, wie so viele seltene Erden und ist dazu nicht unproblematisch für Flora, Fauna und Lebewesen. Ein prekäre Abbau und Einsatz der bisher eruierten Lithium Vorräte verursacht ähnliche Probleme wie der Einsatz von Atomkraft, die wir aus gutem Grund nicht weiter verwenden wollen. Bisher wird nur jede zehnte Batterie recycelt und der Elektroschrott landet auf sehr dubiosen Müllkippen in Afrika. All diese Probleme wird es mit Wasserstoff nicht geben und auch die Speicherung wäre möglich. Wir kommen an dieser Technik kaum vorbei, wollen wir nicht nur das Klima sondern auch unsere Lebensräume, die Meere und ganze Indigene Bevölkerungsgruppen schützen.

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