Montag , 19. Oktober 2020
In der 80-ml-Flüssigkeit (LOHC) sind 48 Liter Wasserstoff gebunden. Quelle: Wolfgang Kumm/dpa

Wasserstoff: Die Jagd nach den grünen Molekülen beginnt

Keine Frage, grüner Wasserstoff wird die Energiesysteme weltweit revolutionieren. Die EU-Kommission will nächsten Mittwoch ihre Strategie vorstellen, wie Europa dabei eine führende Rolle übernehmen kann. Klar ist, dass es Kooperationen braucht, die über die Union hinausgehen.

Hannover. Wasserstoff (H₂), ist der elementarste Rohstoff, der zur Verfügung steht. Er kann deshalb für immens viele Anwendungen genutzt werden – vom Düsentriebwerk bis zum Stahlkochen. Grün und damit klimaneutral ist er, wenn er mittels Sonnen- und Windstrom durch Elektrolyse gewonnen wird. Allerdings hat er es auch mit einem preiswerten Konkurrenten zu tun: dem sogenannten grauen Wasserstoff, der durch das Zerlegen von fossilem Erdgas produziert wird. Das dabei entstehende Kohlendioxid kann aufgefangen und gelagert werden – auch dieser blaue Wasserstoff ist derzeit noch deutlich preiswerter als seine grüne Variante.

Kostengünstige Wasserstoffwirtschaft aufbauen

Doch das soll sich bald ändern. Man sei entschlossen, eine Infrastruktur aufzubauen, die erneuerbaren Wasserstoff zu Kosten ermögliche, die auf dem Niveau des blauen Wasserstoffs liegen oder sogar darunter. So steht es in einer Studie unter Federführung von Hydrogen Europe (HE), dem europäischen Dachverband der Wasserstoffindustrie, die dem RedaktionsNetzwerk Deutschland vorliegt. Für Matthias Deutsch von der Denkfabrik Agora-Energiewende geht es noch um mehr: “Bei der Entwicklung einer Wasserstoffwirtschaft müssen wir die Kosten für unser Energiesystem und unsere Industriepolitik übereinanderbringen: Wir wollen günstige, klimafreundliche Energie und zugleich zukunftsfähige Jobs”, sagte Deutsch dem RedaktionsNetzwerk Deutschland (RND).

Vom Staat geförderte Pilotprojekte umsetzen

Der Wasserstoffexperte sieht als ersten wichtigen Schritt, “Elektrolyseanlagen hinreichend groß zu machen, um den Nachweis zu führen, wie sich damit Kosten senken lassen”. Eine gutes Beispiel hierfür seien Anlagen mit einer Leistung von 100 Megawatt, die in den geplanten “Reallaboren” entstehen sollen – gemeint sind vom Staat geförderte Pilotprojekte. “Die damit gewonnene Expertise kann dann genutzt werden, um Elektrolyseure hierzulande, aber auch in anderen Ländern zu errichten”, so Deutsch. Er mahnt zugleich: “Das alles muss jetzt zügig geschehen, denn weltweit wird mit großen Ambitionen an der Weiterentwicklung und Skalierung der Elektrolysetechnik gearbeitet.”

Bis 2030: Wasserstoff für 1,15 Euro pro Kilogramm

Beim Wettstreit um die Technologieführerschaft ist der Ehrgeiz der Chinesen besonders ausgeprägt. So berichtet die Nachrichtenagentur Bloomberg, dass staatliche Unternehmen derzeit gigantische Komplexe in der Inneren Mongolei errichten, wo mit einer Kombination aus Sonnen- und Windkraft Strom erzeugt werden soll, der vom nächsten Jahr an einen Elektrolyseur mit einer Kapazität von 5000 Megawatt (fünf Gigawatt – GW) speisen soll. Laut Bloomberg könne auf diesem Weg bis 2030 grüner Wasserstoff für umgerechnet etwa 1,15 Euro pro Kilogramm erzeugt und damit erheblich preiswerter als derzeit werden – mit weiteren Verbilligungen in den Folgejahren. Damit würde der grüne Wasserstoff problemlos mit dem grauen und allemal mit dem blauen Rivalen mithalten.

Bis zu 170.000 neue Jobs könnten entstehen

HE peilt für in zehn Jahren ein ähnliches Niveau an – zwischen einem Euro und 1,50 Euro pro Kilogramm. Voraussetzung sei aber, bei den Elektrolyseuren die Gigawatt-Dimension zu erreichen. Der Dachverband schlägt deshalb ein “2×40 GW”-Programm vor. 40 Gigawatt in Europa und weitere 40 Gigawatt in Regionen außerhalb der Union, wo es günstige Bedingungen für Erneuerbare gibt – insbesondere in Nordafrika und der Ukraine. Insidern zufolge sollen sich die Vorschläge, die die EU-Kommission nächste Woche präsentieren will, stark am HE-Konzept orientieren. Die Autoren des Papiers rechnen vor, dass der Aufbau der Elektrolyse-Kapazitäten Investitionen von bis zu 30 Milliarden Euro erfordert und dass zwischen 140.000 und 170.000 Arbeitsplätze geschaffen werden können.

Bestehende Erdgas-Pipelines nutzen

Die leicht flüchtigen Moleküle will die H₂-Industrie indes aber nicht nur vor Ort als Energiequelle einsetzen, sondern in ein riesiges Verteilnetz einspeisen, das von Marokko bis Finnland reicht. Und zwar mittels bereits bestehender Erdgas-Pipelines, die für den Wasserstofftransport umfunktioniert werden sollen. Auch Deutsch befürwortet die Nutzung der Rohrleitungen: “Der große Vorteil ist, dass die EU über ein weitverzweigtes Netz verfügt, mit dem perspektivisch grüner Wasserstoff sowohl aus Südeuropa als auch aus Nordeuropa und dem Baltikum nach Deutschland gepumpt werden kann.” Denn für den Experten von der Denkfabrik ist klar: “Wir werden in einem hohen Maß auf Importe angewiesen sein.”

Wofür soll der Wasserstoff eingesetzt werden?

Unter Experten wird heftig diskutiert, wofür die grünen Moleküle eines Tages eingesetzt werden soll. Die Autobranche etwa hofft auf Fahrzeuge mit Brennstoffzellen, die Wasserstoff wieder in elektrische Energie zurückverwandeln – mit einem Kilogramm kommt ein Pkw etwa 100 Kilometer weit. Deutsch hingegen macht sich dafür stark, grünen Wasserstoff da einzusetzen, wo er unbedingt benötigt wird: “Das sind in erster Linie industrielle Anwendungen – etwa bei der Stahlerzeugung oder bei der Herstellung wichtiger chemischer Grundstoffe.”

Unbestritten ist unter Experten denn auch, dass der Anteil des selbst gemachten grünen Wasserstoffs relativ gering sein wird – von 10 bis 15 Prozent ist immer wieder die Rede. Schließlich muss der H₂-Strom für die Elektrolyse zusätzlich erzeugt werden – zu der wachsenden Energiemenge, die für die Versorgung der Haushalte und Unternehmen mit Ökostrom benötigt wird. Für Deutsch wird dabei Offshorewindstrom, den Mühlen im Meer produzieren, eine entscheidende Rolle spielen: “Denn dieser kann hohe Volllaststunden für die Elektrolyseure ermöglichen, was die Kosten für grünen Wasserstoff deutlich drückt.”

Auch Solarparks rücken in den Fokus

Ein anderes Konzept kommt vom Bundesverband Neue Energiewirtschaft. Große Mengen an preiswertem Strom aus erneuerbaren Quellen? “Der kann mit Solarparks hergestellt werden, die zum Beispiel auf Flächen errichtet werden, die heute noch für den Anbau von Pflanzen zur Biomasseverstromung genutzt werden”, sagte BNE-Geschäftsführer Robert Busch dem RND.

Sein Verband hatte kürzlich schon ein Konzept vorgelegt, wie auf diese Art und Weise Fotovoltaikanlagen mit einer Gesamtleistung von 1000 Gigawatt hierzulande entstehen können. Die Grundidee: Mit Solaranlagen werden die Flächen erheblich effizienter genutzt als beim Anbau von Energiepflanzen. Derzeit sind bundesweit lediglich rund 50 Gigawatt installiert. Buschs Konzept zielt darauf ab, dass “ganz gezielt im Sommerhalbjahr überschüssiger Strom erzeugt wird. Der sei “extrem preiswert und deshalb ideal geeignet, um ihn in Wasserstoff umzuwandeln und zu speichern”.

Von Frank-Thomas Wenzel/RND