Teure Alternative Wasserstoff: Darum kostet die Erneuerbare Energie so viel
Wasserstoff gilt als Schlüsselenergieträger für die deutsche Industrie. Derzeit ist die grüne Variante aus Erneuerbaren Energien allerdings sehr teuer.
Berlin – Der Ukraine-Krieg von Wladimir Putin hat im vergangenen Jahr auf dramatische Weise gezeigt, dass die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern für Deutschland gefährlich werden kann: Nachdem es bei Gaslieferungen aus Russland zu Problemen gekommen war, sprang die Inflation auf ein Rekordniveau und die Bundesregierung musste mit milliardenschweren Hilfspaketen eingreifen.
Künftig will sich die Politik in Berlin weiter unabhängig machen, LNG-Terminals an der Nordsee sollen neue Lieferantenkreise erschließen und der Ausbau der Erneuerbaren Energien wird forciert. Doch Deutschland braucht in den kommenden Jahren auch Unmengen an Wasserstoff – und das kann teuer werden.
Grüner Wasserstoff aus Erneuerbaren Energien: Energieträger für Energiewende essenziell
Die Energie aus Wasserstoff soll in den kommenden Jahren dafür sorgen, dass sich die deutsche Industrie zunehmend von fossilen Brennstoffen, wie Öl oder Gas, verabschieden kann. Das Bundesamt für Wirtschaft und Klimaschutz bezeichnet Wasserstoff derweil als einen Schlüsselenergieträger, der für den langfristigen Erfolg der Energiewende und für den Klimaschutz essenziell ist. Die Prognose: Da Wasserstoff vielfältig als Energieträger eingesetzt werden kann, kommt in künftig eine wichtige Rolle zu. Auch Abwasser spielt in Verbindung mit Erneuerbaren Energien bei der Wärmegewinnung eine zunehmende Rolle.
Dennoch gibt es auch ein Problem. Der Hoffnungsträger der Energiewende in Deutschland ist ein chemisches Element, das zunächst erzeugt werden muss. Das Herstellen von Wasserstoff ist dabei nicht einfach: Da das Element auf der Erde nicht natürlich in Reinform vorkommt, sondern nur in Verbindungen vorhanden ist, muss es mithilfe von Energie aus einem wasserstoffreichen Ausgangsstoff abgespalten werden. Folgende Ausgangsstoffe kommen für die Herstellung von Wasserstoff unter anderem infrage:
- Erdgas (hauptsächlich Methan)
- Kohlenwasserstoffe (etwa Erdöl)
- Biomasse
- Wasser (inklusive wasserstoffhaltige Verbindungen)
Herstellen von Wasserstoff: Diese Strategie verfolgt die Bundesregierung
Für die chemische Abspaltung, die für das Herstellen von Wasserstoff notwendig ist, ist in einem ersten Schritt Energie notwendig. Die Stoffe werden entweder mit chemischer, elektrischer, thermischer oder solarer Energie getrennt. Die Hoffnung ist, dass die Wasserstoffgewinnung künftig vermehrt auch mit Hilfe Erneuerbarer Energien erfolgen kann. Derweil sorgt das US-Programm zu Erneuerbaren Energien in Europa für Bedenken.
Was ist grüner Wasserstoff?
Die Besonderheit von grünem Wasserstoff ist die Tatsache, dass er durch die Elektrolyse von Wasser hergestellt wird. Weil Strom aus Erneuerbaren Energien verwendet wird, gilt grüner Wasserstoff als CO2-frei. Weitere Varianten sind: grauer Wasserstoff, blauer Wasserstoff und türkiser Wasserstoff.
Die Bundesregierung, in Gestalt des Bundesamts für Wirtschaft und Klimaschutz, arbeitet seit mehreren Jahren an einer nachhaltigen Strategie für die Gewinnung von Wasserstoff, um die deutsche Industrie zukunftssicher zu machen. Dabei sind unter anderem folgende Punkte relevant: Die Klimafreundlichkeit beim Herstellen von Wasserstoff bekommt eine hohe Priorität, ein Aktionsplan soll die Kosten bei der Umsetzung von Wasserstofftechnologien senken und deutsche Unternehmen weiter wettbewerbsfähig halten.
Import von Wasserstoff nach Deutschland: Kostspieliges Unterfangen für Unternehmen
Derzeit muss Wasserstoff häufig nach Deutschland importiert werden. Und das ist teuer. Unternehmen müssen für die klimafreundliche Umstellung aktuell tief in die Tasche greifen. Während die Windenergie in Deutschland besonders im nördlichen Raum der Bundesrepublik immer weitere Ausbauziele bekommt und die regionalen Ausbauziele den Kreis Rotenburg vor Herausforderungen stellt, stellte der grüne Wasserstoff noch vor einigen Jahren noch Energie in Höhe einstelliger Prozentwerte. Die Lösung ist daher der Import von Wasserstoff. Großer Kostenfaktor ist dabei der Transport des Energieträgers.
Wie das Handelsblatt schreibt, sieht der RepowerEU-Plan der Europäischen Kommission vor, bis 2030 jährlich zehn Millionen Tonnen Wasserstoff aus erneuerbaren Quellen in die EU zu importieren. Denn naheliegend ist, dass grüner Wasserstoff insbesondere in Regionen produziert wird, an denen Sonne und Wind die Kosten für Herstellung nach unten treiben. Bei der Windenergie in Deutschland plant Kanzler Olaf Scholz derweil mit vier bis fünf neue Windrädern pro Tag.
Eigenschaften von Wasserstoff: Darum ist der Träger von Energie brennbar
Wieso ist der Transport von Wasserstoff denn vergleichsweise teuer? Das liegt unter anderem daran, dass Wasserstoff aufgrund seiner chemischen Beschaffenheit hochentzündlich ist. Beim Speichern müssen Transport-Unternehmen auch aufgrund der Dichte von Wasserstoff besondere Vorsicht walten lassen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung erklärt in einem Beitrag, dass für längere Transportwege Wasserstoff-Leitungen die beste Option seien. Für kürzere Transportwege bietet es sich auch an, Wasserstoff auch unter hohem Druck, verflüssigt, gebunden an eine Trägerflüssigkeit oder in Form von Wasserstoff-Folgeprodukten zu transportieren.
Allerdings hat jede Methode für den Transport von Wasserstoff Vor- und Nachteile. So gehen bei allen Transportmethoden Teile der transportierten Energie verloren. Die Folge: Der Preis von Wasserstoff wird durch den aufwendigen Transport nach oben getrieben. In seiner flüssigen Form ist Wasserstoff derzeit gut transportfähig, allerdings wird das Element erst bei minus 253 Grad flüssig und muss dann weiter gekühlt werden. Aufgrund des hohen Energiebedarfs ist die Technik noch nicht massentauglich.
Herstellen von Wasserstoff: Neue Wege mithilfe von Erneuerbaren Energien
Während fast alle Varianten für den Transport von Wasserstoff sehr kostenintensiv sind, würde die Variante über spezielle Leitungen am kostengünstigsten sein. Die große Hoffnung vieler Entscheidungsträger ist daher, Erdgas-Pipelines, die nicht mehr verwendet werden, für die grüne Alternative umzurüsten. Dies ist in einem ersten Schritt zwar auch mit viel Aufwand verbunden, würde sich allerdings schlussendlich als günstige Option herausstellen.
Der Transport von Wasserstoff wird in der kommenden Zeit für die Energiewende in Deutschland eine große Herausforderung werden. Wohl aus diesem Grund arbeiten zahlreiche Wissenschaftler an zukunftsfähigen Verfahren zum Herstellen von Wasserstoff, die die Kosten für den Energieträger erheblich senken könnten. Ein neuartiges Elektrolysesystem soll etwa mit Meerwasser effizient funktionieren – ohne dass das Salzwasser zuvor entsalzt und vorbehandelt werden muss. Für den Nordsee-Raum, der derzeit im Zusammenhang der Erneuerbaren Energien besonders wegen der Windenergie in Deutschland im Offshore-Bereich relevant ist, bestimmt eine interessante Entwicklung.