Wasserstoff und Klimaschutz Hoffen auf das Wundergas

Stand: 23.02.2021 10:32 Uhr

Viele Experten setzen auf eine Energiewende durch Wasserstoff, der Bund gibt dafür Milliarden. Doch bis sich das Gas als Energielieferant wirklich durchsetzt, dürfte es noch einige Zeit dauern.

Von Martin Polansky, ARD-Hauptstadtstudio

Der Energiepark Mainz gilt als Vorzeigeprojekt für die Wasserstoff-Technologie in Deutschland. In einem Industriegebiet am Stadtrand steht eine kleine Halle mit Elektrolyseanlagen, davor Tanks für Wasserstoff; das alles in Sichtweite von Windrädern auf einem Feld. 2015 ist die Anlage in Betrieb gegangen, sie wandelt überschüssige Windenergie in sogenannten grünen Wasserstoff um. Die Stadtwerke Mainz und das Unternehmen Linde betreiben den Energiepark.

H2 ist vielfältig einsetzbar

Christoph Stiller ist bei Linde für die nachhaltige Wasserstoffproduktion in Deutschland zuständig. Er sieht großes Potenzial in der Technik. "Das Besondere an Wasserstoff ist, dass man ihn vielseitig einsetzen kann: Etwa um erneuerbaren Strom zu speichern, ihn zu transportieren und zu transformieren." Wasserstoff sei nutzbar in einer Vielzahl von Sektoren, die Energie bräuchten, betont Stiller.

So wird der Mainzer Wasserstoff teilweise ins Erdgasnetz eingespeist - zur Versorgung von Heizkraftwerken. Zudem nutzen Brennstoffzellenbusse örtlicher Verkehrsbetriebe den Wasserstoff aus dem Energiepark.

Experten sehen das größte Potenzial aber in der Industrie - etwa, um Stahl klimaschonend zu produzieren. Thyssenkrupp etwa erprobt die Technik an einem Hochofen in Duisburg. Erklärtes Ziel des Unternehmens ist es, bis 2050 klimaneutral zu produzieren. Eisenerz könnte dabei statt mit Kohle zukünftig mit Wasserstoff zu Roheisen beziehungsweise sogenanntem Eisenschwamm verarbeitet werden.

Sieben Milliarden für das "Wundermittel"

Wasserstoff als Wundermittel für die Energiewende? Im Juni vergangenen Jahres stellte die Bundesregierung ihre Nationale Wasserstoffstrategie vor - mit Spitzenvertretern aus gleich fünf Ressorts. Umweltministerin Svenja Schulze, Forschungsministerin Anja Karliczek, Entwicklungsminister Gerd Müller, Verkehrsstaatssekretär Steffen Bilger und Wirtschaftsminister Peter Altmaier.

Letzterer verspricht sich - so wörtlich - einen "Quantensprung": "Wir müssen die Energiewende und den Klimaschutz auf eine neue qualitative Stufe heben. Und das gelingt uns mit dem Einsatz von Wasserstoff, genauer gesagt von grünem Wasserstoff in der Energieerzeugung und der Energieverwendung", so Altmaier. Deutschland solle bei grünem Wasserstoff weltweit führend werden, wünscht sich der Wirtschaftsminister. Sieben Milliarden Euro will die Bundesregierung in den kommenden Jahren zur Verfügung stellen, um die Wasserstoffnutzung voranzubringen. Dazu kommen europäische Programme.

Herstellung kostet viel Geld und Energie

Technologisch ist zwar schon vieles erprobt. Aber bisher rechnet sich grüner Wasserstoff bei uns noch nicht, wie Andreas Kuhlmann von der Deutschen Energieagentur Dena sagt: "Noch sind die Stromkosten zu hoch dafür und auch die Technologiekosten." Es brauche jetzt große Projekte und eine bessere Skalierung, so Kuhlmann. "Die allermeisten Studien sind zuversichtlich, dass wir im Laufe der nächsten zehn Jahre die Kosten deutlich runterbekommen werden."

Eine Herausforderung lautet: Wo soll der ganze Wasserstoff herkommen? Um das Gas zu gewinnen, muss Wasser erst mal durch den Einsatz von Energie in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten werden. Idealerweise durch den Einsatz von Ökostrom für das notwendigen Elektrolyseverfahren. Denn so bekommt man den gewünschten grünen Wasserstoff.

Aber um die Technologie im großen Stil zu nutzen, braucht es große zusätzliche Mengen an Strom. Nach Schätzungen der Dena müsste sich beispielsweise die Kapazität der hiesigen Offshore-Windparks knapp verdreifachen, um allein die deutsche Stahlindustrie auf Wasserstoff umzustellen.

Internationale Energiepartnerschaften?

Die Energieexpertin der Grünen Julia Verlinden fordert einen deutlich schnelleren Ausbau der erneuerbaren Energie. "Wir brauchen mehr Windräder, wir brauchen mehr Solarenergie, damit wir in Deutschland grünen Wasserstoff mit Ökostrom herstellen können", so Verlinden. Es sei wichtig, mit Wasserstoff fossile Brennstoffe wie Erdgas oder Kohle zu ersetzen.

Der Wirtschaftsexperte der FDP, Michael Theurer, hält es für notwendig, auch Energiepartnerschaften aufzubauen - mit Ländern in Europa und darüber hinaus. "Wir werden auf Dauer auch Importe von Wasserstoff brauchen. Das ist aber auch nicht schlimm. Denn heute importiert die Europäische Union 70 Prozent des Energiebedarfs über Öl und Gas - also fossile Energieträger." Wenn Deutschland auch in Zukunft Maschinen, Autos und Hochtechnologie exportieren wolle, sei es sinnvoll, grünen Wasserstoff zu importieren, so Theurer.

Auch H2-Import eine Option

Tatsächlich prüft die Bundesregierung zurzeit, mit welchen Ländern in der Wasserstofftechnologie solche Energiepartnerschaften eingegangen werden könnten. Im globalen Blick dabei sind etwa Chile, Marokko oder die Golfstaaten. Und auch Russland gilt als möglicher Partner - vor allem wegen der bestehenden Pipelines.

Allerdings produziert Russland praktisch keinen grünen Wasserstoff. Es gibt jedoch Überlegungen für sogenannten blauen Wasserstoff, der aus Erdgas gewonnen wird. Das bei der Herstellung anfallende Kohlendioxid wird dabei abgetrennt und anschließend unterirdisch eingelagert, damit es nicht in die Atmosphäre gelangt. Das Energieland Norwegen etwa setzt auf dieses sogenannte CCS-Verfahren, um zum Beispiel die Gasnutzung oder Industrieanlagen klimafreundlicher zu machen.

Aus Sicht vieler Energieexperten ist blauer Wasserstoff zumindest übergangsweise notwendig, um die Technologie hochzufahren. Denn Strom aus fossilen Energieträgern sei zurzeit immer noch deutlich günstiger als Ökostrom.

Fast alle Pilotprojekte staatlich gefördert

Wichtig sei es vor allem loszulegen, meint der Wasserstoffexperte von Linde, Stiller. Aber das gehe nicht ohne Unterstützung des Staates. "Diese Förderung ist wichtig, um zum einen die Technologie weiterzuentwickeln. Zum anderen aber auch, um sie industriell zu erproben." Denn dadurch kämen Skaleneffekte zustande, um die Kosten der Technologie zu senken, sagt Stiller. Wie das funktioniere, sehe man am Beispiel der Windenergie und der Photovoltaik sehr eindrücklich.

Tatsächlich sind bislang fast alle Wasserstoff-Pilotprojekt hierzulande vom Bund oder den Ländern gefördert worden. Das gilt sowohl für den Energiepark Mainz, die Wasserstoffbusse vieler Nahverkehrsunternehmen und auch die Versuchsanlage von Thyssenkrupp in Duisburg.

Und die Industrie setzt auf weitere Förderung, wenn es etwa darum geht, auf wasserstofftaugliche Hochöfen in der Stahlproduktion umzustellen. Thyssenkrupp allein rechnet mit langfristigen Investitionskosten in Höhe von zehn Milliarden Euro. Das Unternehmen schlägt vor, dass der Staat Geld dafür zuschießt und auch Mehrkosten für die Produktion von grünem Stahl zumindest vorübergehend ausgleicht, damit der hiesige Stahl konkurrenzfähig bleibt. Die Aufgabe sei schließlich gesellschaftlich gewollt, und ohne Anschub-Finanzierung gehe es nicht, heißt es bei Thyssenkrupp.

Boom ab 2030?

Der Chef der Deutschen Energieagentur, Andreas Kuhlmann, glaubt ebenfalls, dass die Umstellung erst einmal viel Geld kosten wird. Entsprechende Investitionen könnten aber interessante globale Zukunftsmärkte erschließen. "Wir haben gerade in der Wertschöpfungskette rund um Wasserstoff viel zu bieten." Wenn Gasturbinen oder Heizungen in Zukunft auch für Wasserstoff nutzbar sein müssten, habe Deutschland unwahrscheinlich viel Expertise, sagt Kuhlmann. "Und diese Expertise wird sich dann nicht nur hierzulande niederschlagen, sondern auch in erhöhten Anteilen im Weltmarkt." Er schätzt, dass es noch eine Dekade braucht, um Wasserstoff wirklich voranzubringen. In den Dreißigerjahren könne es dann einen richtigen Boom geben.

Erklärtes Ziel der Bundesregierung ist es, bis 2030 die Elektrolysekapazität auf eine Leistung von bis zu fünf Gigawatt hochzufahren. Das wäre rund zweihundert Mal so viel wie im Augenblick an grünem Wasserstoff in Deutschland produziert werden kann.

Über dieses Thema berichtete Deutschlandfunk am 23. Februar 2021 um 05:40 Uhr.

Korrespondent

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Martin Polansky, rbb

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