Wasserstoff – ein Joker für die Energiewende

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

H2 – Chancen und Herausforderungen

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 hochdruck-komprimierter, 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:

Potenziale

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 im 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.

Grüner und blauer Wasserstoff

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 Wasserstoff-Wirtschaft 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 richtig ausgespielt werden.

Foto: Sportscar 2016 auf Pixabay