Artikel von Frank Grotelüschen

Wasserstoff: Zauberformel oder heiße Luft?

Zwischen Windpark und Schweinemast-Stall nehmen sich die beiden Container eher unscheinbar aus, doch sie stecken voller Hightech: Hier, bei Niebüll in Nordfriesland, wird ein klimaverträglicher Energieträger erzeugt – grüner Wasserstoff. Die Anlage, ein Elektrolyseur, nutzt Windstrom, um Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff zu spalten. Die Abwärme heizt ein paar Gebäude in der Nähe. Ein Speziallaster nimmt den Wasserstoff auf und bringt ihn in ein Industriegebiet in Niebüll. Dort steht eine Tankstelle, an der Brennstoffzellen-Autos und -Linienbusse den Wasserstoff zapfen können, um emissionsfrei unterwegs zu sein. „eFarm“, so der Name des Projekts, spielt die gesamte Kette durch – von der Erzeugung über Transport und Speicherung bis zur Verwertung von grünem Wasserstoff.  

In Nordfriesland wird im Kleinen erprobt, was sich künftig in ganz Deutschland finden soll – eine ineinandergreifende, eng verzahnte Wasserstoffwirtschaft. Sie soll, so die Vision, die fossilen Energieträger Öl, Erdgas und Kohle komplett ersetzen. Zwar ist die Idee nicht neu. Doch lange war ihr ein Nischendasein beschieden, nur wenige verfolgten sie mit Nachdruck und tüftelten an den nötigen Technologien in Gestalt von Laborapparaturen und Kleinstdemonstrationen.

„Alles in allem will Europa bis 2030 satte 145 Milliarden Euro an Subventionen und Firmendarlehen für den neuen Energieträger lockermachen – schließlich sei Wasserstoff ‚der Rockstar sauberer Energien‘, so EU-Kommissionsvize Frans Timmermans. Die angepeilten Milliarden-Investitionen sind dringend nötig."

Frank Grotelüschen

Doch vor einiger Zeit hat sich der Wind gedreht: Angesichts der globalen Klimaerwärmung setzt nun auch die große Politik mit Eifer auf Wasserstoff. Im Juni 2020 präsentierte die Bundesregierung ihre Nationale Wasserstoffstrategie und stattete sie mit einem überraschend üppigen Etat von neun Milliarden Euro aus. Wenige Wochen später legte die EU im Rahmen des „Green Deal“ nach und präsentierte ihre Wasserstoffstrategie: Alles in allem will Europa bis 2030 satte 145 Milliarden Euro an Subventionen und Firmendarlehen für den neuen Energieträger lockermachen – schließlich sei Wasserstoff „der Rockstar sauberer Energien“, so EU-Kommissionsvize Frans Timmermans.

Die angepeilten Milliarden-Investitionen sind dringend nötig. Zwar konnten Pilotprojekte in kleinem Maßstab zeigen, dass die Basistechnologien funktionieren – Elektrolyseure zur Erzeugung, Druck- und Flüssigtanks zur Speicherung, Brennstoffzellen zur Rückwandlung in Strom. Ein wesentlicher Schritt aber fehlt bislang: die Übertragung der Technik auf den industriellen Maßstab. Fabriken, die großen Mengen von Wasserstoff klimaneutral und wirtschaftlich erzeugen, gibt es noch nicht – ebenso wenig wie Werke, die damit grünen Stahl und klimafreundliche Flugtreibstoffe herstellen. Hier braucht es große Demonstrationsanlagen, die aller Welt beweisen: Wasserstoff geht nicht nur in klein, sondern auch auf industrieller Skala. Immerhin: Erste Projekte nehmen Gestalt an: So erklärte die Hansestadt Hamburg, in ihrem Hafen bis 2025 einen 100-Megawatt-Elektrolyseur aufzubauen – ein Aggregat mit der hundertfachen Leistung bisheriger Pilotanlagen. 

Auf die Farbe kommt es an: aus „grau“ und „blau“ mach „grün“

Der Pfad scheint also geebnet für den Übergang in ein dekarbonisiertes Zeitalter. Doch bei aller Aufbruchsstimmung sollte eines nicht aus dem Blick geraten: Auf dem Weg zu einer globalen Wasserstoffwirtschaft stellen sich noch grundlegende Fragen. Eine davon: Was genau gedenkt man in Zukunft mit dem Wasserstoff anzufangen? Einige Anwendungen scheinen klar: Chemische Industrie und Düngemittelwerke benötigen bereits heute beträchtliche Mengen an Wasserstoff. Bislang wird er aus der Umwandlung von Erdgas gewonnen, verbunden mit einem beträchtlichen CO2-Ausstoß. Diesen „grauen“ Wasserstoff durch grünen, aus erneuerbaren Energien gewonnenen zu ersetzen, liegt auf der Hand.

Ebenso sinnig scheint, energiefressende Stahl- und Zementwerke künftig mit grünem Wasserstoff zu betreiben. Offen ist dagegen, welche Rolle Wasserstoff im Verkehr spielen kann. Das lange propagierte Brennstoffzellen-Fahrzeug konkurriert hier mit dem batteriebetriebenen Elektroauto. Die höhere Effizienz und der rasche Fortschritt bei den Akkus scheinen derzeit eher für Letzteres zu sprechen, abgesehen vielleicht vom Schwerlastverkehr. Die Luftfahrtbranche dagegen setzt auf Wasserstoff, zumeist in Form von synthetischen Treibstoffen, für deren Herstellung das Gas ein zentraler Ausgangspunkt ist. Batterieflieger scheinen eher für kleine Maschinen und kurze Strecken interessant.

Fraglich hingegen ist, inwieweit Wasserstoff als Energiepuffer taugt, der überschüssigen Windstrom speichert, um ihn bei der nächsten Flaute rückzuverstromen und ins Netz zu speisen. Hier bemängeln Kritiker einen mäßigen Wirkungsgrad und verweisen auf effizientere Alternativen wie Spezialbatterien, Druckluft-, oder Steinspeicher. Die Beispiele zeigen: Über die potenziellen Einsatzfelder herrscht noch eine gewisse Unsicherheit. Das spiegelt sich auch in der Frage, wieviel Wasserstoff künftig in Deutschland benötigt wird. Die Prognosen für 2050 schwanken zwischen 110 und 380 Terrawattstunden (TWh) – je nachdem, wie breit Wasserstoff eingesetzt werden soll und ob er tatsächlich zu jenem Rückgrat unseres Energiesystems wird, das bislang die fossilen Energieträger ausmachen.

Hoher Bedarf wirft viele Fragen auf

Unklar ist aber auch etwas anderes: Wo sollen die Mengen an Wasserstoff überhaupt herkommen? Hier scheiden sich die Geister: Manche wollen das Gas aus Regionen wie der Sahara importieren, wo es kostengünstig hergestellt werden kann. Andere befürchten einen zu teuren Transport und plädieren für eine heimische Erzeugung – wofür der Ausbau der Erneuerbaren massiv beschleunigt werden müsste. Wieder andere meinen, der Bedarf an grünem Wasserstoff sei absehbar kaum zu decken. Deshalb setzen sie, zumindest als Brückentechnologie, auf „blauen“ Wasserstoff: Der wird zwar ebenso wie grauer Wasserstoff aus Erdgas gewonnen, doch dabei wird das CO2 abgeschieden und unterirdisch gespeichert – eine Technik, die unter Klima- und Umweltschützern arg umstritten ist.

Also: Einsatz, Bedarf und Erzeugung – bei allen Punkten gibt es noch enormen Klärungs- und Diskussionsbedarf. Das sollte die Politik nicht vergessen, wenn sie Wasserstoff zum alleinigen Heilsbringer für ein klimaverträgliches Energiesystem deklariert. Zwar wird er in Zukunft eine prominente Rolle spielen. Doch wie umfassend und grundlegend diese Rolle ausgestaltet sein wird, ist heute noch alles andere als gewiss.