Allzweckwerkzeug der Energiewende

Mai 2021 | Handelsblatt | Technologien der Zukunft

Allzweckwerkzeug der Energiewende

Ob grün, blau, türkis oder grau: Wasserstoff kann flexibel genutzt werden und passt in vielen Bereichen zur bestehenden Infrastruktur. Mit dem Einsatz von klimaneutral erzeugtem Gas verbinden sich deswegen viele Hoffnungen.

Illustrationen: Jasmin Mietaschk
Kai Kolwitz / Redaktion

Zum Beispiel ein Flugzeug: Würde man hier den fossilen Treibstoff Kerosin durch etwas Klimaneutrales ersetzen wollen, dann würde es nach heutigem Stand schwierig: Elektrische Flugmobilität mit Akkus an Bord mag zwar bei Modellfliegern funktionieren. Gewicht und Platzbedarf der benötigten Batterien würden das Vorhaben „Fliegen mit Strom“ spätestens bei großen Passagier- und Frachtfliegern komplett unwirtschaftlich machen.

 

Für Ozeanschiffe gilt sinngemäß das gleiche. Und auch in der Industrie gibt es eine Fülle von Produktionsprozessen, bei denen so hohe Temperaturen erforderlich sind, dass sie nach heutigem Stand nur durch Verbrennungsvorgänge erzeugt werden können.

 

Was also tun, um Wirtschaft und Gesellschaft umweltfreundlich umzubauen? Die Europäische Union will Europa bis 2050 zum ersten Kontinent machen, der komplett klimaneutral funktioniert. Und die Trumpfkarte dabei könnte Wasserstoff werden. Genauer gesagt, mit Hilfe von erneuerbaren Energien erzeugter Wasserstoff.

 

Denn dieser Energieträger bietet beeindruckend viele Verwendungsmöglichkeiten: In einer Brennstoffzelle kann mit seiner Hilfe Strom erzeugt werden, der dann Elektromotoren antreiben kann – etwa für Straßen-, Luft- oder Wasserfahrzeuge. Wasserstoff lässt sich aber auch verbrennen und kann so zum Beispiel Kraftwerksturbinen antreiben oder Anlagen zur Zement- oder zur Stahlherstellung befeuern. Und gleichzeitig kann er ein Speichermedium für elektrische Energie sein, für die es kurzfristig keine Verwendung gibt – sonst lassen sich große Mengen Strom nur mit großem Aufwand speichern, umgewandelt in Wasserstoff wird die Sache deutlich leichter. Dass der vielfältig einsetzbare Stoff auch noch durch Leitungen gepumpt oder mittels Zapfpistole nach altbewährter Art in Fahrzeugtanks gefüllt werden kann, macht ihn zu einem Allzweckwerkzeug der Energiewende.

 

Doch von allein setzt niemand auf die aufwendigen Technologien rund um den Wasserstoff. Um eine Infrastruktur zu etablieren und Wasserstoff in industriellem Maßstab zu produzieren, braucht er eine Anschubförderung. Deshalb hat die Bundesregierung im vergangenen Jahr eine „nationale Wasserstoffstrategie“ beschlossen. Sie soll dafür sorgen, dass die Infrastruktur für Wasserstoff in Deutschland in den kommenden Jahren stark ausgebaut wird.
Wie aber produziert man Wasserstoff? Das geschieht in der Regel mittels der aus dem Physikunterricht bekannten Elektrolyse. Dabei wird mit Hilfe von elektrischer Energie Wasser in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff zerlegt. Ersterer darf in die Atmosphäre, wo er keinen Schaden anrichtet, zweiterer kann zu einem der oben genannten Zwecke dienen.

 

Grün wird das Verfahren dadurch, dass der Strom für die Elektrolyse mit Hilfe von erneuerbaren Energien wie Wind oder Sonne erzeugt wird. In der Logik der Wasserstoff-Freunde spielt der hohe Energiebedarf für die Produktion dann nur noch eine untergeordnete Rolle – schon heute ist an windreichen Tagen so viel Strom im Netz vorhanden, dass es kompliziert werden kann, ihn wieder loszuwerden. Der Ausbau der Windkraft spielt für die nationale Wasserstoffstrategie also eine wichtige Rolle. Vor allem Offshore-Anlagen auf See vor den Küsten sollen Strom für die Produktion des Gases liefern.

 

Starke Konkurrenz hat der „grüne“ Wasserstoff allerdings durch so genannten „blauen“ Wasserstoff, den seine Befürworter ebenfalls als klimaneutral deklarieren. Hier wird zur Produktion des Gases zwar kein klimaneutraler Strom verwendet. Das entstehende CO2 soll aber in großen Speichern aufgefangen und so gelagert werden, dass es nicht in die Atmosphäre gelangen kann. Eine untergeordnete Rolle spielt dann noch die Produktion von „türkisem“ Wasserstoff aus Methan. Die konventionell, ohne ökologische Ambitionen erzeugte Variante bekommt in dieser Farbenlehre das Label „grauer Wasserstoff“ aufgeklebt.

 

Was den „grünen“ Wasserstoff angeht: Umweltverbände begrüßen das Konzept und auch die nationale Wasserstoffstrategie im Grundsatz. Allerdings formulieren sie auch einige Einschränkungen und thematisieren diverse Tücken im Detail. So weist der Bundesverband Erneuerbare Energien (BEE) darauf hin, dass nach momentaner Rechnung der so genannte „blaue“ Wasserstoff nur halb so teuer zu produzieren sei wie der „grüne“. Das könnte Akteure in Versuchung bringen, der billigeren Variante das Öko-Label aufzukleben und die Risiken von CO2-Speicherung charmant zu übergehen. Generell gilt, dass noch einiges an Entwicklungsarbeit geleistet werden muss, um „grünen“ Wasserstoff wettbewerbsfähig zu machen.

 

Der Bund für Umwelt und Naturschutz BUND kritisiert außerdem, dass durch die Wasserstoffproduktion ein hoher Energieverbrauch quasi zementiert werde. Er möchte den Fokus deshalb auch weiterhin auf dem Energiesparen halten und sich nicht allein auf den Ausbau von erneuerbaren Energien und Wasserstoff fokussieren. Und viele Experten erwarten, dass Deutschland auf absehbare Zeit nicht in der Lage sein wird, den für das Land benötigten Wasserstoff auch nur annähernd selbst zu erzeugen. Nötig wären also Importe, so wie heute schon bei Öl und Gas. Und: Bei Umwandlungsprozessen gibt es immer Verluste. Deshalb plädiert der BEE dafür, wo immer möglich, direkt mit erneuerbaren Energien und nicht mit Wasserstoff zu arbeiten.

 

Doch generell attestieren auch die Umweltverbände einer Wasserstoff-Wirtschaft großes Potenzial in Sachen Klimaschutz. Allerdings wird es dafür noch große Anstrengungen brauchen. Neben der Energieerzeugung muss auch massiv in Infrastruktur investiert werden: Reiner Wasserstoff braucht spezielle Rohrleitungen und auch die Produktionskapazitäten müssten massiv erweitert werden.

 

Doch die ersten Wasserstoff-Flieger drehen bereits ihre Runden. Industrieanlagen für den Betrieb mit selbst erzeugtem „grünen“ Wasserstoff sind bereits projektiert. Man kann gespannt sein, ob der Stoff mit den vielen Einsatzmöglichkeiten wirklich seine Rolle findet in der zukünftigen Gesellschaft – als eine Art Schweizer Taschenmesser der Energiewende.