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18.02.2020 | Erneuerbare Energien | Im Fokus | Onlineartikel

Wasserstoffstrategie sieht Deutschland als E-Fuels-Importeur

Autor:
Frank Urbansky
3:30 Min. Lesedauer

Wasserstoff wird für die Energiewende unentbehrlich sein – als Speicher und als sektorübergreifender Brennstoff. Doch die Potenziale in Deutschland sind für nachhaltigen Wasserstoff begrenzt.

Wasserstoff könnte eines der Schlüsselelemente der Energiewende sein. Er lässt sich nicht nur nachhaltig und auf verschiedenen Wegen erzeugen, sondern im Sinne einer sektorenübergreifenden Kopplung der Energieverbräuche fast überall einsetzen. "Wasserstoff als Elektrolyseprodukt und chemische Speicherform von Energie kann verbrannt oder in Brennstoffzellen verstromt werden. Gemessen an Kohlenwasserstoffen und Verbrennungsprozessen ist die Technologie des Wasserstoffs energetisch im Nachteil – nicht jedoch im Hinblick auf die nachhaltige Energiespeicherung und langfristige Verfügbarkeit", beschreibt den Einsatz und die Nachteile Springer Vieweg-Autor Peter Kurzweil in seinem Buchkapitel Wasserstoff als chemischer Speicher auf Seite 483.

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Wasserstoff als chemischer Speicher

Chemische Speicher, voran Wasserstoff, gelten als Zukunftsvision für die langfristige Speicherung von Energie. Bis flüssige Wasserstoffverbindungen fossile Kraftstoffe in Fahrzeugen ersetzen und die bestehende Tankstelleninfrastruktur nutzen …

Von der Bundesregierung wurde dies schon lange erkannt. Immer wieder wurden Programme aufgelegt, mit denen etwa Brennstoffzellen gefördert wurden. Doch das gelang sowohl in Haushalten (wo sie aufgrund der vorhandenen Infrastruktur allerdings mit Erdgas gespeist werden) als auch im Verkehr nur in homöopathischen Dosen. Etwa 2.000 Häuser werden in Deutschland so beheizt. Auf den Straßen rollen etwa 600 Fahrzeuge mit Brennstoffzellen, zudem 86 Wasserstoffbusse und 30 Züge.

Nischendasein soll beendet werden

In Japan hingegen werden bereits 300.000 Häuser mit Brennstoffzellen beheizt. Mit dem Mirai bietet Toyota das einzige in Serie gefertigte Brennstoffzellenfahrzeug der Welt. Und der Verkehr zu den Olympischen Spielen 2020 in Tokyo soll komplett auf Wasserstoff basieren.
Doch das hiesige Nischendasein der Brennstoffzelle soll und wird sich ändern. Deswegen lud Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier Anfang November zum Wasserstoffgipfel in sein Ministerium nach Berlin. 700 Entscheider aus Politik, Wirtschaft und Wissenschaft diskutierten über eine Nationale Wasserstoffstrategie, die im Februar 2020 vorgestellt wurde und in der 31 Einzelmaßnahmen für eine dank Wasserstoff CO2-freie Zukunft formuliert sind. "Gasförmige Energieträger, vor allem Wasserstoff, werden ein Schlüsselrohstoff einer langfristig erfolgreichen Energiewende sein. Gleichzeitig bietet die Herstellung von CO2-freiem und CO2-neutralem Wasserstoff große industriepolitische Chancen", sagte Altmaier.

Eine gute Voraussetzung besteht schon mal darin, dass Elektrolyseure mit denen aus Wasser und Luft Wasserstoff hergestellt wird, eine deutsche Spezialität sind. Deutschland ist hier Weltmarktführer. Das will die Bundesregierung auch weiterhin so halten und das Ganze befördern. Allerdings deckt dies die Produktionsseite ab, nicht den Verbrauch. Und: Soll der Wasserstoff wirklich nachhaltig produziert sein, braucht es jede Menge erneuerbaren Stroms. Der ist aber gerade in Deutschland, Abregelung von Windkraftanalgen hin oder her, nicht verfügbar. Denn nur fünf Prozent des gesamten Stromendverbrauchs oder fünf Terawattstunden (TWh) werden überhaupt abgeregelt. Langfristig wären aber im Verkehr 5.000 TWh nötig, so Volkher Weißermel, Professor am HAW Hamburg. Wollte man nur 80 Prozent mit wasserstoffbasierten erneuerbaren Kraftstoffen decken, wären dafür 10.000 5-MW-Offshore- und 80.000 4-MW-Onshore-Windanlagen nötig. Derzeit existieren in Deutschland etwa 1.300 Offshore-Windanlagen und knapp 30.000 Onshore-Windanlagen.

Lösung liegt in Importen

Die Lösung dieses Problems wird also in Importen liegen. In sonnenreichen Gegenden lässt sich erneuerbarer Strom fast unschlagbar günstig mittels Photovoltaik herstellen. Die größte PV-Anlage der Welt in Saudi-Arabien produziert die Kilowattstunde für unter einen US-Cent. Dieser fast kostenfreie Strom könnte vor Ort mittels (deutscher) Elektrolyseure Wasserstoff erzeugen. Und Saudi-Arabien würde dann nicht mehr nur Rohöl und mineralische, sondern auch erneuerbare Kraftstoffe in die Welt exportieren.
Experten wie die ehemalige VKU-Hauptgeschäftsführerin Katherina Reiche fordern denn auch eine frühzeitige Entwicklung einer Strategie zur wirtschaftlichen Zusammenarbeit mit diesen zukünftigen Wasserstoff-Exportländern. Denn hier spielt die Energieintensität der Wasserstofferzeugung eine zwar nicht untergeordnete, aber nicht so wichtige Rolle wie im energiearmen Deutschland. "Da Wasserstoff […] in der Natur nicht als Rohstoff vorkommt, erfolgt die Wasserstoffherstellung überwiegend aus thermochemischen Verfahren und (seltener) aus elektrochemischen Verfahren. Diese Verfahren sind sehr energieintensiv. Bei der ökologischen Bewertung ist deshalb die gesamte Energiekette von der Wasserstofferzeugung bis zur energetischen Nutzung zu betrachten. Dies wird leider oft jedoch nicht gemacht, sondern der Systemwirkungsgrad auf den relativ hohen Heizwert von Wasserstoff bezogen", benennt diesen Zusammenhang Springer Vieweg-Autor Holger Watter in seinem Buchkapitel Wasserstoff als Energieträger auf Seite 367.

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