(GZ-11-2023)

► Grüner Wasserstoff:

Hoffnungsträger der Energiewende

Das hochreaktive Gas Wasserstoff ist der nach Jahrzehnten Pause wiedererweckte Hoffnungsträger für eine grüne Energiewende. Die Europäische Union (EU) hat eine europaweit geltende Wasserstoffstrategie als einen zentralen Bestandteil ihrer Klimapolitik auserkoren und plant umfangreiche Investitionen in Wasserstofftechnologien. In Brüssel wird deshalb derzeit unter Federführung des deutschen SPD-EU-Abgeordneten Jens Geier (MdEP) an einer Wasserstoff-Regulierung gearbeitet, die in den nächsten plus x Monaten bis zur Gesetzesreife verhandelt werden soll.

Energiewende und Wasserstoffstrategie sollen auch Deutschlands Bevölkerung und Wirtschaft ins weltweit beispielgebende, nachhaltige, klimarettende Energie-Schlaraffenland katapultieren. Wasserstoff ist das zündende Zaubergas, das Deutschland aus der fossilen Energiebereitstellung herausführen soll. Ampel-Deutschland will bis 2045 klimaneutral sein, weshalb die CSU-Regierung in Bayern dieses Ziel nochmal auf 2040 getoppt hat.

Grundsätzlich hat Wasserstoff ein hohes Potenzial, als Ersatzenergieträger für fossile Brennstoffe zu dienen. Insbesondere grüner Wasserstoff könnte in verschiedensten Bereichen wie Verkehr, Industrie und Wärmebereitstellung eingesetzt werden und so zur Dekarbonisierung beitragen. Allerdings braucht es zur Herstellung von Wasserstoff den Einsatz ziemlich großer Strommengen, heißt: Um ein Kilogramm Wasserstoff zu produzieren, müssen 53 Kilowattstunden Strom eingesetzt werden. Soll der Wasserstoff wieder zur Stromerzeugung zum Beispiel in noch nicht vorhandenen, wasserstofftauglichen Gaskraftwerken verwendet werden, kommen nur knapp 40 Kilowattstunden umweltneutraler Strom wieder heraus.

Hohe Wirkungsgradverluste

Wasserstoff als klimaneutralen Ersatz für fossile Brennstoffe macht angesichts der hohen Wirkungsgradverluste also nur dann Sinn, wenn es gelingt, ausschließlich überschüssige regenerative Energien zur Elektrolyse (Wasser wird mittels Strom in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten) bereitzustellen. Entsprechende sogenannte Power-to-Gas-Anlagen, die den dafür notwendigen erneuerbaren Überschussstrom nutzen, befinden sich in Testverfahren. Sie zeigen, dass es funktionieren kann, leider zu bis dato unwirtschaftlich hohen Kosten.

Aber nicht nur die Herstellung von Wasserstoff ist energie- und kostenintensiv, sondern auch die Bereitstellung von Speicherkapazitäten für den (so flüchtigen) Wasserstoff sowie die Integration in die bestehenden Energieinfrastrukturen und der Weitertransport in Richtung Nutzer. Da die bestehenden Gastransport- und -verteilnetze in Deutschland nicht oder nur in sehr begrenztem Rahmen für den Transport von Wasserstoff geeignet sind, müssten sie entsprechend neugebaut oder nachgerüstet werden; Finanzierung und Aus-/Aufbautermine sind noch offen. Das Gleiche gilt für den Wasserstoffeinsatz in bestehenden Gaskraftwerken.

Vielfältige Risiken

Wasserstoff hat nicht die gleichen chemischen Eigenschaften, wie das vorwiegend aus Methan bestehende Erdgas; daher kann der Wasserstoffeinsatz in den existierenden Anlagen über Wasserstoffversprödung, Korrosion und den notwendigen hohen Transportdruck zu Materialermüdung und Leckagen führen. Zudem sind Wasserstoffmoleküle deutlich kleiner als die von Methan, so dass sie durch bisher verwendete Stahloberflächen insbesondere bei älteren Gasleitungen und -kraftwerken diffundieren. Wasserstoffleckagen in Verbindung mit dem Luftsauerstoff könnten dann einen recht energiereichen Knalleffekt (Wasserstoff reagiert mit Sauerstoff ab 600 °C als Knallgas explosionsartig) haben. Daher sind hohe Investitionen in eine sichere und effizient Transportinfrastruktur unverzichtbar. Eine ganzheitliche Ökobilanz steht angesichts der erforderlichen Infrastrukturmaßnahmen zur Herstellung und zum Transport des grünen Wasserstoffs noch aus.

Zur Umsetzung der Wasserstoffpläne sind umfassende Planungen, eine enge, kooperative Zusammenarbeit zwischen Genehmigungs- und Regulierungsbehörden, Politik, Herstellern und Energiewirtschaft sowie die Bereitschaft für die notwendigen Investitionen unverzichtbar. Ein Scheitern ist keine Option. Deshalb spielen Kosten bei der Klimarettung durch Deutschland gefühlt keine Rolle (im Politsprech: Die Energiewende gibt es nicht zum Nulltarif). Durch den Ausbau erneuerbarer Energien und den verstärkten Einsatz von Wasserstoff soll die kohlenstofffreie Energieversorgung erreicht werden.

Partner dringend gesucht

Vieles in Sachen Wasserstoff passt (noch?) nicht zusammen. um eine Energiewende mit grünem Wasserstoff zum Erfolg zu führen. Zum Start der grünen Wasserstoffzukunft in Deutschland sollen bis 2030 eine Elektrolysekapazität von 5.000 Megawatt aufgebaut sowie Förderprogramme und Investitionen in Forschung und Entwicklung finanziell unterstützt werden. Da ein nationaler Alleingang bei der grünen Wasserstofferzeugung unrealistisch ist, strebt Deutschland internationale Partnerschaften an, um zu versuchen, den prognostizierten Bedarf an grünem Wasserstoff über solche Länder wie Marokko in Nordafrika zu decken. Die internationale Zusammenarbeit soll den Einsatz von Wasserstoff als nachhaltigen Energieträger voranbringen.

JK

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