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Was­ser­stoff — ein Joker für die Energiewende

Posted on 5. Juni 2020

„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

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