Energiewende

Wer liefert uns den grünen Wasserstoff?

Von Manfred Lindinger
11.08.2022
, 09:41
In einem Pilotprojekt will Thyssen-Krupp in Duisburg untersuchen, wie die Stahlproduktion per Kohle auf Wasserstoff umgestellt werden kann.
Die Energiewende wird große Mengen grünen Wasserstoffs und daraus hergestellte Treibstoffe und Chemikalien benötigen. Eine Studie zeigt, woher der Energieträger kommen könnte.
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Grüner Wasserstoff und daraus hergestellte Produkte wie Ammoniak, Methanol und synthetische Treibstoffe gelten als eine zentrale Säule der Energiewende. Schätzungen gehen von einem Energiebedarf von bis zu 110 Terawattstunden aus, der jährlich bis Ende des Jahrzehnts über den Energieträger Wasserstoff zu decken ist, wenn 80 Prozent des Energiesystems auf Erneuerbare umgestellt sind. Das entspricht etwa der Hälfte des derzeitigen jährlichen Wasserstoffverbrauchs in Deutschland (1,7 Millionen Tonnen Wasserstoff). Bis 2045 könnte sich die Menge möglicherweise vervierfachen.

Trotz eines massiven Ausbaus von Photovoltaik- und Windkraftanlagen wird Deutschland nur einen gewissen Anteil selbst über Elektrolyse von Wasser produzieren können, um den Bedarf vor allem Stahl-, Chemie und Glasindustrie und des Verkehrssektors (insbesondere Schiffs-, Schwerlast- und Flugverkehr) sowie im Energiesektor in Gaskraftwerken oder als Energiespeicher zu decken. Doch woher soll der Löwenanteil an grünem Wasserstoff kommen und auf welchen Transportwegen? Und wann wird er zur Verfügung stehen? Fragen, mit denen sich „Energiesysteme der Zukunft“ (ESYS) – eine Initiative der Deutschen Akademie der Technikwissenschaft, Nationalakademie Leopoldina und Akademienunion – in einer aktuellen Studie beschäftigt hat.

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Auch die Ukraine ein mögliches Exportland

„Wir haben uns die Optionen für den Import grünen Wasserstoffs bis zum Jahr 2030 angeschaut und gesehen, dass jede Option Vor- und Nachteile hat“, sagt Cyril Stephanos, Leiter der Koordinierungsstelle von ESYS. Grüner Wasserstoff, produziert etwa im sonnigen Spanien, könnte in drei bis fünf Jahren per Pipeline nach Deutschland transportiert werden, wenn bereits bestehende Infrastrukturen entsprechend umgerüstet werden. Neue Infrastrukturen würden eine Bauzeit von acht bis zehn Jahren erfordern. Auch die Ukraine komme prinzipiell als Exportland infrage, weil es dort ein großes Netz von Erdgaspipelines gibt.

Spanien will in großem Umfang grünen Wasserstoff per Wasserelektrolyse und Solarstrom erzeugen. Hier eine Anlage in Lloseta, Mallorca.
Spanien will in großem Umfang grünen Wasserstoff per Wasserelektrolyse und Solarstrom erzeugen. Hier eine Anlage in Lloseta, Mallorca. Bild: dpa

Per Pipeline kann Wasserstoffgas jedoch nur bis auf eine Strecke von 4000 Kilometern effizient transportiert werden. Für weiter entfernte potentielle Wasserstofflieferanten wie Marokko ist der Schiffsweg die einzige Option. Allerdings muss das Gas dazu verflüssigt werden, was am jeweiligen Produktionsstandort eine entsprechende Anlage voraussetzt. Weil es Schiffe zum Transport flüssigen Wasserstoffs noch nicht gibt, dürfte laut Studie mit importiertem Flüssigwasserstoff nicht vor 2030 zu rechnen sein. „Wir werden deshalb nicht so schnell große Mengen grünen Wasserstoffs und seine Folgeprodukte importieren können, wie es sich viele hierzulande wünschen“, gesteht Stephanos ein. Die Importkosten für grünen Wasserstoff würden sich im Rahmen der Preise von fossilem, über Gasreforming hergestelltem Wasserstoff bewegen, je nach Produktionsbedingung, Entfernung vom Exportland und Transportweg zwischen sieben und 17 Cent pro Kilowattstunde.

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Weitere Verfahren noch in der Entwicklung

Synthetische Kohlenwasserstoffe könnten in Saudi-Arabien oder Südafrika mithilfe der Fischer-Tropsch-Synthese sauber aus grünem Wasserstoff und Kohlendioxid gewonnen werden. Ähnliches gilt für Methanol, hergestellt etwa in Brasilien. Die Chemikalien könnten schon in ein oder zwei Jahren aus Übersee zur Verfügung stehen, wenn das zur Herstellung notwendige CO₂ aus industriellen Abgasen abgeschieden wird, etwa solchen aus der Zementproduktion. Länger wird es dauern, wenn Kohlendioxid direkt aus der Luft gewonnen wird. Denn entsprechende Verfahren befinden sich noch in der Entwicklung. Grünes Methanol wäre je nach CO₂-Bepreisung aber erst 2030 konkurrenzfähig mit dem aus Erdgas gewonnenen einfachen Alkohol, der Ausgangsstoff für viele Chemikalien ist. Länger wird es dauern, bis sich grüne Treibstoffe aus Übersee rechnen und Benzin ersetzen.

Am schnellsten könnte es bei grünem Ammoniak etwa aus Marokko gehen. „Wir könnten den aus grünem Wasserstoff und Stickstoff hergestellten Ammoniak in einem gewissen Umfang sofort importieren, weil Häfen, Anlagen und die entsprechende Infrastruktur vielerorts bereits existieren“, sagt Stephanos. Grüner Ammoniak könnte dann das aus Erdgas gewonnene Pendant hierzulande ersetzen, was den CO₂-Ausstoß schnell verringern helfen könnte.

Die Studie zeigt, dass sich die für 2030 benötigten Importmengen von grünem Wasserstoff verwirklichen ließen, vorausgesetzt, es würden jetzt die richtigen politischen und wirtschaftlichen Weichen gestellt. Dazu zählen auch die Schaffung von Regularien des Wasserstofftransports per Pipeline und per Schiff und die Zertifizierung für die Wasserstoffgewinnung. Deutschland und die Exportländer müssten sich als gleichberechtigte Partner begegnen, sagt Stephanos. Auch die Exportländer müssten vom Handel mit grünem Wasserstoff profitieren und an der Wertschöpfung teilhaben. Umwelt- und Arbeitsstandards müssten eingehalten, Ressourcenkonflikte um Flächen und Wasser beobachtet und vermieden werden. Es darf nicht nur darum gehen, wer den billigsten Wasserstoff schnell liefern kann.

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Quelle: F.A.Z.
Manfred Lindinger - Portraitaufnahme für das Blaue Buch "Die Redaktion stellt sich vor" der Frankfurter Allgemeinen Zeitung
Manfred Lindinger
Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.
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