Wasserstoff – woher und wie viel? Grün oder grau? Zentral oder dezentral? Das sind hier die Fragen

Gastautor Portrait

Dr. phil. Werner Neumann

Sprecher des Bundesarbeitskreis des Bund für Umwelt und Naturschutz e.V. (BUND)

Dr. phil. Werner Neumann, Dipl. Phys.- Sprecher des Bundesarbeitskreis des Bund für Umwelt und Naturschutz e.V. (BUND) seit 2004, war über 20 Jahre Leiter der Klimaschutzagentur in Frankfurt am Main (Energiereferat) und ist Mitglied im zivilgesellschaftlichen Beirat des Kopernikus-Projektes „Power to X“.

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12. Februar 2020

Die politische Diskussion zu Wasserstoff vermittelt den Eindruck, als ob man nur eine neue Zapfstelle finden müsste.

Dr. phil. Werner Neumann, BUND

Die politische Diskussion zu Wasserstoff vermittelt den Eindruck, als ob man nur eine neue Zapfstelle finden müsste. Wasserstoff ist aber kein irgendwo auffindbarer Energieträger. Bei der Elektrolyse gehen ca. 30 % des eingesetzten Stroms verloren, bei einer Methanisierung weitere 25 %. Zur Herstellung künstlicher flüssiger Kraftstoffe (PtX) müssen mit Elektrolyse, CO2-Einbindung und Fischer-Tropsch-Verfahren 3-5 kWh Strom aufgewendet werden, um eine kWh Kraftstoff zu erzeugen. Entsprechend hoch sind die Kosten. Künstliche Energieträger sind ein wertvolles Gut mit hoher „Energiequalität“, das man nur dort einsetzen sollte, wo es andere günstigere Möglichkeiten der Nutzung erneuerbarer Energien nicht gibt. Diese Alternativen sind die Elektromobilität, das intensive Recycling von Kunststoffen und Metallen sowie die Minderung des Langzeitspeicherbedarfs durch Stromeinsparung und lokale Speicher.

Entscheidend ist die Gesamtenergieeffizienz der Kette von Stromerzeugung, Elektrolyse, weitere Umsetzung, Transport und v.a. der Nutzung. So hat z.B. hat der Elektroantrieb eine Gesamteffizienz (well to wheel) von ca. 70-80 %, der Brennstoffzellenantrieb ca. 30 % und beim Kraftstoff Oxymethylen, der geringeren Schadstoffausstoß in Verbrennungsmotoren verspricht, nur 10%. Im Stromsektor sollten H2/PtX-Stoffe vorrangig in Kraft-Wärme-Kopplung eingesetzt werden. Pfiffige Lösungen liegen schon vor wie die Projekte der Firma „Exytron“, die PtX plus Speicherung, Kraft-Wärme-Kopplung und Carbon Capture in den Kellern großer Gebäude umsetzt. Warum also in die Ferne schweifen? Effiziente Erzeugung und Nutzung von H2/PtX geht auch dezentral.

Ende der Energieverschwendung ist angesagt

Strategien sollten nicht auf Pfade mit geringer Energieeffizienz setzen. Schon jetzt beruht unser Energiesystem auf Verschwendung. Von 3600 TWh Primärenergie/Jahr gehen 30% verloren durch Abwärme von Großkraftwerken. Von 2500 TWh Endenergie könnten mind. 1000 TWh durch Energieeffizienz und Suffizienz eingespart werden. Mit 1400 TWh (erneuerbarer) Energie könnten wir auskommen. Es wäre absurd, mit ineffizient erzeugten künstlichen Energieträgern die Verschwendung nur anders fortsetzen. Energieeffizienz muss doppelt wirken – bei der Herstellung künstlicher Energieträger und bei deren Verwendung.

Effizienz ist ebenfalls der Schlüssel auch beim nicht-energetischen Verbrauchs der Industrie. Erdgas und Erdöl für Kunststoffe aller Art nur durch Power-to-X-Input zu ersetzen, wird einen Mehrbedarf an Strom von mindestens 600 TWh Strom nach sich ziehen. Bei chemischen Produkten bestehen noch immense Potentiale a) der Verbrauchsminderung durch längerlebige und reparierbare Produkte, b) durch stoffliches Recycling (es sollten nur noch Plastikflaschen zugelassen werden aus Recyclat), c) durch Einsatz nachwachsender Rohstoffe.

Der „Restbedarf“ von Strom für PtX Energieträger für Stromreserve, Mobilität und Kunststoffe – über den sonstigen konventionellen Energiebedarf hinaus – kann daher auf ca. 200-300 TWh statt auf 400 (FZ Jülich 95% Szenario), 600 TWh (BDI/Boston) TWh Strom oder mehr begrenzt werden. Ein Großteil ist bei Wahrung des Naturschutzes im Inland erzeugbar, wie die Position 66 des BUND Zukunftsenergiekonzeptes zeigt. Der BUND sowie das Öko-Institut haben die Fragen zur Nachhaltigkeit von H2/PtX dargelegt. Energieeffizienz dient der Natur, mindert Importe und Gesamtkosten.

Importe von Wasserstoff lösen keine Probleme, sondern schaffen neue

Ziel muss sein, die Importabhängigkeit von fossilen kriegsbelasteten Energieträgern zu mindern. Zahlreiche Strategien setzen hingegen auf „globale Märkte“, ohne zu sagen, dass dauerhafter Wasserstoffimport aus einigen sonnenreichen Regionen (Libyen, Somalia, Saudi-Arabien ??) wohl nur durch Kriege und Menschenrechtsverstöße gesichert erfolgen kann. Zudem verlagern wir Probleme von Flächen- und Wasserverbrauch nur woandershin. Und die lokale Bevölkerung geht leer aus. Dem Klimaschutz wäre mehr gedient, wenn z.B. in Marokko oder Australien deren erneuerbare Energien zum Abschalten fossiler Kraftwerke nutzen, als uns Wasserstoff zu liefern.

Wenn Wasserstoff - dann grün mit Nachweisen

Eine Wasserstoffstrategie muss neben der Halbierung des Primärenergiebedarfs auch sagen, woher der Strom für den Wasserstoff kommen soll. Dabei ist Grundbedingung, dass der Aufbau einer PtX –Versorgung auf einer Versorgung mit erneuerbar erzeugtem Strom basiert. Schwarzer Wasserstoff aus weiterlaufenden Kohlekraftwerken wäre klimapolitisch völlig absurd. Vorschriften müssen sichern, dass neue PtX –Träger nur erneuerbar erzeugt werden, Herkunftsnachweise die Quellen des Wasserstoffs belegen.

Wasserstoff - erneuerbar erzeugt, effizient verwendet, wo es nicht anders geht

Wasserstoff und Power-to-X werden dann zu einer notwendigen, Lücken füllenden Nebensache der Energiewende.

Dr. phil. Werner Neumann, BUND

Eine Wasserstoffstrategie muss daher auf den Prioritäten einer Strategie für Energieeffizienz zur Minderung von Heizenergie- und Strombedarf, der weiteren Stärkung der dezentralen flexiblen KWK, der Stärkung dezentraler Energiestrukturen von Stadtwerken und Genossenschaften und dem Ausbau der Windenergie in allen Bundesländern und der Photovoltaik v.a. auf Dächern aufbauen. Wasserstoff und Power-to-X werden dann zu einer notwendigen, Lücken füllenden Nebensache der Energiewende. Das wichtigste Zukunftsgas ist aber weder das „Putingas“ noch das „Frackinggas“ sondern das Einspargas und PtX nur, wenn es nicht anders günstiger geht.

Sinn machen Wasserstoff und EE-Methan, die in bestehenden Großspeichern für die „Dunkelflaute“ gepuffert werden können, um den mit 100 Mrd. € völlig überzogenen Stromnetzausbau v.a. der HGÜ-Leitungen mit immensen Umwelteingriffen größtenteils zu ersetzen.

Die Halbierung des Primärenergiebedarfs hat erste Priorität: „efficiency first“. Hierauf haben 23 Expert*innen für die DENEFF hingewiesen – JETZT auf Energieeffizienz setzen, mit Stromsparen, Gebäudemodernisierung, effizienten Antrieben und Recycling von Kunststoffen statt Warten auf das grüne Gas.

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