12
Aug
2020

Infrastrukturelle Hindernisse der Energiewende – Wasserstoff als Ausweg?

Am 8. Juli 2020 legte die EU-Kommission eine Wasserstoffstrategie vor, die klimafreundlichen Wasserstoff bis 2030 wettbewerbsfähig machen soll. Gleichzeitig soll sie die Energiewende vorantreiben und damit zur Verwirklichung des Europäischen „Green Deals“ beitragen. Mitte Juni 2020 hatte bereits die deutsche Bundesregierung ihre eigene Wasserstoffstrategie verabschiedet, in welcher ebenfalls erhebliche staatliche Förderungen in Aussicht gestellt werden. Im Rahmen der aktuellen Ratspräsidentschaft Deutschlands soll Wasserstoff ebenfalls eine zentrale Rolle spielen.

Beide Wasserstoffstrategien sind von ähnlichen Zielsetzungen geprägt, bedürfen jedoch noch der Umsetzung in konkrete Maßnahmen. Hinzu kommt, dass die Strategie der deutschen Regierung bisher kaum konkrete Handlungsvorgaben enthält, sondern nur einen groben Rahmen absteckt.

Wasserstoff (H2) ist kein begrenzter Rohstoff, sondern das auf der Erde am häufigsten vorkommende chemische Element und damit eine endlos verfügbare Ressource. Viele fragen sich deshalb, warum beispielsweise Investitionen in batterieelektrische Autos stark gefördert werden, Wasserstoff und Brennstoffzellen aber bislang auf der Strecke blieben.

Kritiker prangern immer wieder den hohen Energieverlust bei der Erzeugung von Wasserstoff an. Beispielsweise finden nur ca. 25-35 Prozent der gesamten Energie, die in der Produktion des Wasserstoffs eingesetzt wird, Eingang in den Antrieb eines Brennstoffzellenfahrzeugs. Konventionelle Fahrzeugantriebe bieten mit einem Wirkungsgrad zwischen 20-30 Prozent jedoch hierzu auch keine entscheidenden Vorteile. Zwar sind batterieelektrische Fahrzeuge mit einem Wirkungsgrad von 70-80 Prozent deutlich energieeffizienter, allerdings ist der Fokus auf den Wirkungsgrad der falsche Ansatz. Entscheidend sind vielmehr die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten „grünen“ Wasserstoffs, d.h. Wasserstoff aus erneuerbaren Energien, und dessen ökologische Verträglichkeit.

In Zeiten, in denen Gesellschaft und Politik immer mehr Wert auf Nachhaltigkeit legen, könnte Wasserstoff erheblich dazu beitragen, die Klimaziele der Bundesregierung und des „Green Deals“ Europas zu erreichen.

Insbesondere energieintensive Industrien wie Stahl- und Chemieindustrie könnten von einem stärkeren Einsatz von Wasserstoff profitieren. Dies gilt gleichermaßen für den Verkehrssektor. Durch politischen und gesellschaftlichen Druck zur Einhaltung der Klimaziele müssen derartige Unternehmen mehr und mehr auf nachhaltige Energieerzeugung setzen.

Dafür ist es jedoch erforderlich, dass künftig erheblich mehr grüner Wasserstoff erzeugt wird. Bisher macht dieser nur einen geringen Anteil am gesamten Wasserstoffaufkommen aus.

Derzeit ist grüner Wasserstoff noch verhältnismäßig teuer, wodurch sich ein Wettbewerbsnachteil gegenüber konventionellen Energieträgern ergibt. Eine Reduzierung der Kosten der Wasserstofferzeugung kann jedoch nur erreicht werden, wenn ein entsprechender Wettbewerb im Wasserstoffsektor geschaffen wird. Deshalb ist zunächst der Staat gefordert, um entsprechende Investitionen für Unternehmen attraktiver zu machen und einen stabilen Rechtsrahmen zu schaffen.

Laut einer Analyse der US-Bank Morgan Stanley (bezogen auf den US-Markt), könnte bereits 2023 grüner Wasserstoff mit dem Preis von Wasserstoff aus fossilen Brennstoffen (sog. „grauer“ Wasserstoff) konkurrieren. Nach Angaben der EU-Kommission ist dies in Europa wohl erst ab 2030 denkbar. Zudem nur in Gebieten, in denen erneuerbare Energien günstig erzeugt werden können.

Gerade staatliche Anreize durch Regulierung und eine klare Gesetzeslage sind für den Ausbau und die weitere Implementierung von Wasserstoff erforderlich, um einen Markthochlauf von Wasserstoff voranzutreiben.

Wasserstoff kann auch im Rahmen von sog. Power-to-Gas-Anlagen eingesetzt werden. In diesen wird Strom durch Elektrolyse in Wasserstoff und (Methan-)Gas verwandelt. Hierdurch kann Wasserstoff zur Kopplung verschiedener Sektoren eingesetzt werden. Zu weiteren Vorteilen von Wasserstoff gehört auch, dass er als Zwischenspeicher für überschüssige Energie aus erneuerbaren Quellen dienen kann, die aufgrund begrenzter Kapazität nicht sofort in das Stromnetz eingespeist werden kann. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, zumindest einen Teil dieser Energie in Form von Wasserstoff unabhängig vom oft langwierigen Ausbau der Stromtrassen in Deutschland vom Norden in den Süden des Landes zu transportieren.

Allerdings ist hierfür ein erheblicher Ausbau der bisher vorhandenen Infrastruktur erforderlich. Hierunter fallen der Bau von Elektrolyseanlagen, Infrastruktur zum Wasserstofftransport, insbesondere ein Aus- und Umbau der bestehenden Gasnetze, sowie der Aufbau eines „Hydrogen Highway“ für den Verkehrssektor, sei es für Schwerlastverkehr oder Verbraucherbereich. Auch im Rahmen von Schifffahrt, Flug- und Schienenverkehr bieten sich viele Möglichkeiten, eine Reduzierung des CO2-Ausstoßes durch den Einsatz von Wasserstoffantrieben zu erzielen.

Aus diesem Grund haben sich bereits verschiedene unternehmerische Initiativen gebildet, in denen Unternehmen auch untereinander kooperieren. Hierin zeigt sich bereits das große Potenzial, das die Industrie in Wasserstoff erkannt hat, und welch entscheidende Rolle Wasserstoff in der Energiewende spielen kann und sollte.

Ohne den Aufbau einer entsprechend von staatlicher Seite unterstützten Infrastruktur könnten jedoch Investitionshindernisse entstehen, die den Wasserstoffhochlauf verzögern könnten, wenn sich die Nachfrage der relevanten Sektoren nicht in ausreichender Weise decken lässt.