Wasserstoff – sind wir verblendet?

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Jekaterina Boening

Referentin Energie- und Klimapolitik, Bundesverband der Deutschen Industrie e.V.

Jekaterina Boening koordiniert die Wasserstoff-Arbeitsgruppe beim Bundesverband der Deutschen Industrie (BDI). In Zusammenarbeit mit der Industrie arbeitet Frau Boening an Lösungen zur Entwicklung eines effektiven Marktes für Wasserstoff in Deutschland und Europa. Ihre sonstigen Schwerpunkte sind Strommarktdesign und Energieforschung. Vor ihrer Zeit beim BDI sammelte Jekaterina Boening Erfahrungen und Expertise im Energiebereich beim Energieversorger E.ON SE, beim Think-Tank Jacques Delors Institut-Berlin und im Deutschen Bundestag. Sie ist Absolventin der Hertie School of Governance in Berlin und der Aston University in Birmingham. Twitter:
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14. Juli 2020

Nur mithilfe von grünen Molekülen kann die Klimaneutralität aus heutiger Sicht ohne Einschnitte in der industriellen Wertschöpfung gelingen.

Jekaterina Boening

Wasserstoff ist der Hoffnungsträger der Industrie in Deutschland und Europa. Nur mithilfe von grünen Molekülen kann die Klimaneutralität aus heutiger Sicht ohne Einschnitte in der industriellen Wertschöpfung gelingen. Mit der jüngst veröffentlichten europäischen Wasserstoffstrategie will die Kommission die EU zum Weltmarktführer für Wasserstoff machen. Somit erweitert die EU die Liste der weltweit existierenden Wasserstoffstrategien, in der auch die deutsche Nationale Wasserstoffstrategie bereits einen bedeutenden Platz einnimmt. Doch lassen wir uns zu stark von einer Wasserstoffwirtschaft als theoretisches Konzept blenden?

Auch der beste Spieler einer Fußballnationalmannschaft hat seine Schwächen. Ein kritisches Hinterfragen der aktuell euphorischen Auseinandersetzung mit dem Thema Wasserstoff ist daher dringend notwendig, um eine womöglich harte Landung in der Realität frühzeitig abzufedern.

Bislang stand beim Thema Wasserstoff vor allem die Frage der Wirkungsgradverluste und der geringeren Effizienz im Vergleich zur direkten Elektrifizierung im Fokus der Expertenkritik. Das ist allerdings eine Scheindebatte, denn die rund 80 Prozent unseres Endenergieverbrauchs, die heute überwiegend durch Gas, Öl und Kohle gedeckt werden, können nicht vollständig elektrifiziert werden. Die Effizienzverluste, zumindest in einigen Sektoren, müssen wir also hinnehmen. Wenn Wasserstoff aber tatsächlich das Öl der Zukunft werden soll, gibt es viele weitere Fragen, die zur Festlegung der Grundprinzipien der entstehenden Wasserstoffwirtschaft beantwortet werden müssen.

Welche Farbe hat der globale Wasserstoffmarkt?

Die innereuropäischen Ressourcen von erneuerbaren Energien werden voraussichtlich nicht ausreichen, um die Bedarfe Europas vollständig zu decken.

Jekaterina Boening

Auch wenn der Markt für „grünen“ Wasserstoff in Deutschland praktisch noch nicht existiert, haben die Verteilungskämpfe zwischen verschiedenen Sektoren um die absehbar begrenzten Mengen „grünen“ Wasserstoffs längst begonnen. Die innereuropäischen Ressourcen von erneuerbaren Energien werden voraussichtlich nicht ausreichen, um die Bedarfe Europas vollständig zu decken. Deshalb wird sowohl in der deutschen als auch der europäischen Wasserstoffstrategie das Thema Wasserstoffimporte prominent adressiert. Der Fokus liegt dabei auf den Importen von „grünem“ Wasserstoff, der in Ländern mit besonders guten Standorten für erneuerbare Energien produziert werden soll. Dazu werden insbesondere Länder der Entwicklungsarbeit in Betracht gezogen, denn gerade dort scheint die Perspektive einer globalen grünen Wasserstoffwirtschaft ein echter Sweet Spot zu sein: Europa wird klimaneutral, Entwicklungsländer bekommen einen Anreiz in die erneuerbare Energieerzeugung zu investieren und erhalten zugleich eine neue wirtschaftliche Perspektive als künftige Wasserstoffexporteure.

Was selten bis nie thematisiert wird, ist die Komplexität der Systeme zur Wasserstoffherstellung mit einer relativ begrenzten Lebensdauer der einzelnen Komponente (PV-Module und Windenergieanlagen von rund 30 Jahren, Elektrolyse-Anlagen Stand heute rund 10 Jahre). D.h. die Anlagenparks müssen kontinuierlich erneuert werden. Hinzu kommen die technologischen Herausforderungen der Logistik- und Transportlieferketten. Solche Systeme müssen sich selbst, also ohne dauerhafte Subventionen aus anderen Ländern, erhalten können, um mittel- bis langfristig am Ziel eines globalen Wasserstoffmarktes anzukommen. Das bedeutet zugleich, dass die Entwicklungszusammenarbeit nur ein (auch wenn nicht unwesentlicher!) Teil einer Wasserstoff-Außenpolitik sein kann. Den Kern eines globalen Marktes werden vor allem die Industrieländer wie Australien aber auch die heutigen Energieexporteure mit ihren etablierten Strukturen wie Saudi-Arabien und Russland bilden müssen. Mit diesen Partnern lässt es sich allerdings viel schwieriger über die Farbe des Wasserstoffs verhandeln, denn diese wird neben Europa auch von anderen potenziellen Abnehmern wie Japan und Südkorea bestimmt, die in erster Linie an den Kosten und nicht an der Nachhaltigkeit des Produkts interessiert sind.

Wenn Deutschland und Europa wollen, dass Grün die Farbe des globalen Wasserstoffmarkts wird, werden die politischen Entscheidungsträger in Brüssel und Berlin frühzeitig Allianzen mit den künftigen Importeuren von Wasserstoff bilden müssen. Derzeit spielt die Zusammenarbeit mit den potenziellen Verbrauchern sowohl in der deutschen als auch in der Wasserstoffstrategie der EU im Vergleich zum Aufbau von Importbeziehungen eine nachgeordnete Rolle.

Öl- und Gasunternehmen – All In?

Die Bundesregierung wäre also gut beraten, bei der Umsetzung der Nationalen Wasserstoffstrategie einen intensiveren Dialog mit der Öl- und Gasbranche zu suchen.

Jekaterina Boening

Um die Klimaneutralität erst in Europa und dann in anderen Regionen und Kontinenten zu erreichen, wird Wasserstoff als Global Commodity Öl und Gas auf den internationalen Handelsplätzen schrittweise verdrängen und langfristig ersetzen müssen. Betrachtet die Öl- und Gasindustrie diese Perspektive als ein neues Geschäftsmodell oder befürchtet sie Selbstkannibalisierungseffekte?

Das ist die eigentliche One-Million-Dollar-Question, denn die Bereitschaft zu einem radikalen Wandel in der Öl- und Gasindustrie ist die Voraussetzung für die erhoffte Wasserstoff-Revolution. Ohne die Unterstützung dieser Schlüsselbranche wäre die Klimaneutralität nur durch immer strengere Technologieverbote erreichbar, die die Nutzung von Kohlenwasserstoffen (und somit von Molekülen) bereits durch Produktdesign verhindern (z. B. Verbot vom Verbrennungsmotor). Ein technologieoffener Wandel wäre also hiermit ausgeschlossen.

Aktuell überschlagen sich die Klimaziele der Ölkonzerne. BP will bis zum Jahr 2050 oder früher klimaneutral werden, auch Total peilt Klimaneutralität bis 2050 an. Wie hoch der Beitrag von Investitionen in Wasserstoff-Assets im Vergleich zu anderen Maßnahmen wie CO2-Offsetting oder Biokraftstoffe ausfällt wird zeigen, ob die Branche beim Wasserstoff-Poker „All In“ geht oder die Partie den anderen überlässt. Der erste wirkliche Test steht mit der nationalen Umsetzung der europäischen Erneuerbaren-Energien-Richtlinie (RED II) unmittelbar an. Hierbei geht es darum, wie viel CO2-Reduktion im Verkehrssektor durch grünen Wasserstoff und synthetische wasserstoffbasierte Kraftstoffe im Raffineriesektor erreicht werden kann.

Die Bundesregierung wäre also gut beraten, bei der Umsetzung der Nationalen Wasserstoffstrategie einen intensiveren Dialog mit der Öl- und Gasbranche zu suchen. Während im Wasserstoffrat Uniper für die Gasindustrie spricht, ist die Ölindustrie bislang nicht vertreten. Ist es ein Versehen oder ein bewusstes Ausschließen strategisch wichtiger Stakeholder?

Wasserstoff kann zum Auslöser eines globalen Strukturwandels werden

Bislang gehen wir in Europa davon aus, dass nur Wasserstoff und seine Derivate aus sonnen- und windreichen Ländern exportiert wird.

Jekaterina Boening

Ausschließen und Ausblenden sind grundsätzlich schädliche Maßnahmen. Bislang gehen wir in Europa davon aus, dass nur Wasserstoff und seine Derivate aus sonnen- und windreichen Ländern exportiert wird. Dabei denkt beispielsweise Australien an die Exporte von reduziertem Eisenerz, der vor Ort mit grünem Wasserstoff produziert wird. Auch Marokko ist interessiert an dem Aufbau einer eigenen Stahlindustrie. Diese Länder erkennen den Vorteil, der mit ihren natürlichen Ressourcen einhergeht, und könnten bald den Teil der industriellen Wertschöpfungskette mit dem höheren Mehrwert für sich beanspruchen.

Für Deutschland und Europa wäre es fatal, diese Entwicklung nicht ernst zu nehmen. Schließlich kann das Ziel der Klimaneutralität zugleich mehrere Kontinente in einen Strukturwandel versetzen. Während der Schutz der heutigen Schlüsselbranchen in Europa nach wie vor Priorität haben muss, ist es auch an der Zeit sich mit neuen Fragen zu beschäftigen: Wie kann die internationale Aufgabenteilung in einer klimaneutralen Welt künftig aussehen? Welcher Teil der Wertschöpfung findet künftig in Europa statt? Welche neuen Schlüsselbranchen braucht es in Europa und welche Kompetenzen fehlen bislang?

Das sind sehr komplexe und zum Teil unangenehme Fragen. Die zu verdrängen wird uns dabei nicht helfen, den Weg zur Klimaneutralität als Industrieland zu beschreiten. Die Konfrontation mit solchen Fragen ist dringend notwendig, um vom theoretischen Konzept einer Wasserstoffwirtschaft zum neuen Energie- und Industriezeitalter zu gelangen.

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    Hans-Martin Lößein

    vor 8 Monaten

    Mir kommt es immer so vor als würden darauf warten was in "Nachbar's Garten" denn so wächst oder produziert wird und wann wir es importieren können. Zur Eigenproduktion haben wir scheinbar wenig Lust oder fehlen uns einfach die Ideen ? Grüner Wasserstoff wird's zur Genüge da geben, wo es viel grüne Energie und sehr sehr viel Wasser gibt. Ein kleiner Überblick was damit verbunden sein könnte ?
    Bitte sehr:
    Jede Medaille hat 2 Seiten. So auch diese. Hier eine Auflistung:
    Vorteile beim Betrieb eines modularen (Hochsee)Offshore-Solarparks:

    Verbrauch/Belastung von Land- und/oder Forst-wirtschaftlichen Flächen -> keiner
    Verbrauch/Belastung von geschützten Flächen -> keiner
    Verbrauch/Belastung von Erholungsräumen -> keiner
    Verbrauch/Belastung von Grund- und/oder Trinkwasser -> keiner
    Beanspruchung/Belastung von Binnengewässern -> keine
    Beanspruchung von Küstengewässern/Regionen -> keine
    Behinderung küstennaher Fischerei -> keine
    Radioaktivität -> keine
    Behinderung der am häufigsten genutzten Wasserstraßen -> keine,
    der meiste Schiffsverkehr findet innerhalb der 200-Meilen der AWZ statt.
    Gewonnene Energie in Form (klaren) grünen Wasserstoffs: Jährlich ca. 58 GWh für jedes Modul dieser Größenordnung
    Erzeugung von CO2-haltigen Abgasen -> keine
    CO2-Einsparung Jährlich ca. 27,5 Kt für jedes Modul dieser Größenordnung
    Ausbaufähigkeit/Skalierbarkeit Ist durch modulares Design gegeben
    Grenzen der Ausbaufähigkeit/Skalierbarkeit Ist auf technischer Seite nur durch Statik und evtl. durch Design gegeben. Ansonsten nur durch die Grenzen der Ozeane bzw. den Materialverbrauch.
    Juristische Zuständigkeit Internationales Seegericht
    Rückbau bzw. Entsorgung Nach Ablauf der „Haltbarkeit“ der verwendeten Materialien, vorwiegend div. Stähle, können diese dem Ressourcenkreislauf wieder zugefügt wer-den.
    CO2-Fußabdruck Verringert sich mit jedem Modul das zugebaut wird und jedem Jahr der Betriebslaufzeit
    Auswirkungen auf die Wirtschaft Arbeitsplätze können in folgenden Bereichen gesichert und ausgebaut werden: Maritime Wirtschaft, Stahl-, IT-, Gasindustrie, Anlagen- und Steue-rungstechnik, Transport und Logistik, Energieversorgung, Meteorologie etc.
    Energieversorgung Wo die Notwendigkeit speicherbarer grüner Energien gegeben ist, kann (je nach Ausbau) eine bis zu 100%-ige Umstellung auf eine Wasserstoff-basierte Abdeckung dieser Sparte der Energieversorgung realisiert werden.
    Energiepreisentwicklung Ein Abgabepreis von ca. 3 – 5 ct/KWh Energieäquivalent am Umschlagspunkt auf „Hoher See“ scheint, bei Umlage auf entsprechend hohe Stückzahl an Modulen und lange Laufzeiten, möglich zu sein. Letzteres kann allerdings auch als Nachteil betrachtet werden.
    Energie-Import Wird ein Solarpark auf hoher See unter „Deutscher Flagge“ betrieben entsteht kein Import und keine Abhängigkeit von anderen Nationen.

    Nachteile beim Betrieb von (Hochsee)Offshore-Solarparks:

    Materialverbrauch Der Materialverbrauch ist nicht unerheblich und wird zwangsläufig zu einer natürlichen Begrenzung der machbaren Skalierung führen.
    Entwicklung, Produktion und Betrieb Erscheint nur über einen Verbund verschiedenster Wirtschafts-/Technologiezweige möglich zu sein.
    Entwicklungszeit/Bau eines Prototypen Wird unter 1½ Jahren nicht zu machen sein, eher ist von einem Zeitraum von bis zu 5 Jahren auszugehen.
    Kosten Alleine die Entwicklungskosten dürften im 9-stelligen Bereich liegen und amortisieren sich nur über entsprechende Stückzahl und lange Laufzeiten.
    Transport Zeit und Kosten des Wasserstoffs von der Hochsee zu Entladeterminals müssen in Kauf genommen werden. Der Transportweg vom Atlantik nach z.B. Europa ist aber auf jeden Fall kürzer als von Australien oder Chile nach Europa.

    Könnte aber auch sein, dass wir das alles gar nicht haben wollen.

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