03:11 26 November 2020
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    Das Thema Wasserstoff als Energieträger steht nach wie vor ganz oben auf der Agenda der EU-Energiepolitik, das Interesse daran scheint nicht abzuflachen. Bei externen Beobachtern könnte deshalb ein falscher Eindruck von der wirklichen Lage entstehen.

    Auf der einen Seite wird derzeit viel über Wasserstoff gesprochen und immer wieder über neue Projekte berichtet. Die renommierte Preis-Informationsagentur für den Energiehandel, Platts, betitelte ihre Rubrik zum Wasserstoff vielsagend „Beyond the Hype“.

    Auf der anderen Seite sollte jedoch daran erinnert werden, dass Wasserstoff weniger als ein Prozent in der Energiebilanz der EU ausmacht, wobei der überwiegende Teil in diesem Umfang auf schon lange existierende, traditionelle Verbrauchssektoren entfällt. Wasserstoff wird vor allem als Bestandteil bei der Ammoniakproduktion (N-Dünger) sowie bei der Ölraffinerie genutzt. In der Regel wird bei der Produktion dieses Wasserstoffs auch Kohlenwasserstoff ausgestoßen.

    Der Wasserstoff wird derzeit als sogenannter grüner Energieträger umgedeutet. Er wird als Energiespeicher genutzt und bei der Elektrolyse des Wassers durch überflüssige Strommengen bei erneuerbaren Energiequellen gewonnen. Und umgekehrt – in Ermangelung der erneuerbaren Generation wird Wasserstoff zur Erzeugung von Energie bzw. Wärme verbrannt. Bislang ist dieser Anteil an der Energiebilanz auf einem mangelhaften Niveau. Allerdings nahm sich die EU entschlossen dieses Themas an. In der nächsten Zeit sollen langfristige Pläne und Roadmaps dazu verabschiedet werden.

    Die aktuelle Dynamik ist beeindruckend. Laut Prognosen soll die gesamte Kapazität der neuen Elektrolysen zur Wasserstoffgewinnung sofort um ein Vielfaches im Vergleich zu 2019 steigen (zuvor gab es ein geringes schrittweises Wachstum), obwohl sie bei lächerlichen 120 Megawatt in der ganzen Welt liegen wird. Zum Vergleich: Allein in Deutschland werden derzeit Pläne zum Bau von drei bis zu zehn Gigawatt produzierenden Elektrolyse-Anlagen bis 2030 diskutiert.

    Warum das Thema Wasserstoff derzeit so hoch im Kurs steht, ist einfach zu erklären. Die Anzahl der Inbetriebnahmen von erneuerbaren Energiequellen nimmt mit jedem Jahr schrittweise zu, dementsprechend vergrößern sich auch die Kapazitäten. Dabei reichen die neuen Kapazitäten dieser Quellen nicht aus, um die wachsende Stromnachfrage zu decken. An manchen Orten können sie die gestiegene Nachfrage einfach nicht ausgleichen (in China), an anderen Orten ist eine Überproduktion zu erkennen – wie in Europa. Hier ist der Anstieg der Stromnachfrage minimal (manchmal auch negativ), dennoch werden neue Kapazitäten von erneuerbaren Energiequellen gebaut.

    Immer wieder wird in Berichten vor Überproduktionen gewarnt – man braucht also Speicherkapazitäten. Mit Akkus wird das Problem nicht gelöst. Die entsprechenden Diskussionen laufen bereits seit vielen Jahren, doch laut dem jüngsten Jahresbericht über Energie-Kapitaleinlagen der Internationalen Energieagentur machen Investitionen in Speicherbatterien nur einen geringen Teil der Gesamtinvestitionen in die Stromwirtschaft aus. In andere industrielle Speichersysteme gibt es überhaupt keine großen Investitionen.

    Von all dem weiß man natürlich in der EU. Doch die Gasproduktion als „Backup“ für wechselnde erneuerbare Energien ist offenbar nicht mehr angesagt (wegen des Kurses auf Entkarbonisierung). Deswegen rückt Wasserstoff zunehmend in den Fokus. Diese Lösung ist kostspielig und mit einem geringen Nutzeffekt, doch es gibt keine anderen großen Lösungen in dieser Dimension.

    Russlands Gazprom ist ebenfalls daran interessiert, sich am europäischen Wasserstoff-Projekt zu beteiligen. Natürlich mit einem eigenen „Wasserstofftyp“ (Synthese-Methode), der via Pyrolyse gewonnen wird – die Zerlegung von Gas in Kohle und Wasserstoff. Bei der Produktion dieses Energieträgers wird kein Kohlenwasserstoff ausgestoßen, was die Europäer natürlich sehr ansprechen würde.

    Beim Thema Wasserstoff gibt es derweil mehr Fragen als Antworten. Im Falle einer Beteiligung Russlands an diesem Vorhaben sollte man einige wichtige Aspekte genauer in Augenschein nehmen. Zum einen sieht das Wasserstoff-Projekt die Nutzung der Pipelinenetze, die derzeit für Erdgas genutzt werden, vor. Hier gibt es zwei Aufgaben: bei der Infrastruktur sparen (der grüne Wasserstoff ist teuer genug bei der Gewinnung; mit Beförderung und Vertrieb wird der Preis noch höher liegen) und eine Verbindung zwischen der traditionellen und der neuen Energie schaffen.

    Die wichtigste Frage ist, ob es zu Wasserstoff-Lecks kommen kann. Dieser Aspekt stößt bei vielen Beobachtern auf Skepsis, weil vielfach alte Pipelinenetze genutzt werden sollen. Wegen der kleinen Moleküle ist Wasserstoff bei Speicherung und Beförderung eine komplizierte Angelegenheit.

    Von großer Bedeutung ist diese Problematik vor allem bei Hochdruck-Pipelines. In der Zukunft will man sogar bei OPAL und EUGAL – die auf dem Festland verlaufenden Leitungen von Nord Stream und Nord Stream 2 – Gas- und Wasserstoff-Mischungen nutzen.

    Eine damit verbundene Frage: Wo soll Gazprom die Pyrolyse-Anlagen bauen? Theoretisch könnte das nahe den Vorkommen und bei den Exportstationen (also im Baltikum) und an den Endstationen (also in Deutschland) gemacht werden. Doch Erdgas ist wegen möglicher Lecks viel einfacher zu befördern als Wasserstoff. Deswegen sollten die Pyrolyse-Anlagen wenn möglich näher zum Verbraucher errichtet werden, also in Deutschland. Allerdings könnten weitere Faktoren bei einer endgültigen Entscheidung eine Rolle spielen.

    Darüber hinaus könnte das Einspeisen von Wasserstoff in Gas weitere Schwierigkeiten für die gesamte Gasinfrastruktur bereiten. Weitere Forschungsarbeiten und vielleicht auch die Modernisierung der Anlagen sind wohl nötig. Die Hauptfrage ist wohl: Wie werden Gasstromwerke mit den Gas-Wasserstoff-Mischungen funktionieren? Inzwischen ist bekannt, dass der Zusatz von Wasserstoff nur bei geringen Wasserstoffmengen garantiert folgenlos bleibt. Könnte man die gesamte Gasinfrastruktur für die Anwendung von Mischungen mit Wasserstoff ohne erhebliche Investitionen umstellen?

    Ein weiterer Aspekt ist der Preis. Der Gaspreis ist momentan nicht besonders hoch. Nur knapp rechnen sich die Investitionen bei den möglichen Gewinnen. Wenn dieser Kette noch Pyrolyse (es gibt zwar nur Pilotprojekte, doch ist schon klar, dass sie nicht günstig sein werden) hinzugefügt wird, wird der Preis des Endproduktes höher sein. Natürlich ist Wasserstoff teurer als Erdgas. Denn sonst würde das grüne Wasserstoff-Konzept gar nicht aufgehen. Doch es darf auch nicht außer Acht gelassen werden, dass langfristig auch der Rückgang des Selbstkostenpreises bei der Produktion des grünen Wasserstoffs zu erwarten ist.

    Somit stellt sich die Frage aller Fragen: Werden die Preise und die Anreize für grünen und blauen Wasserstoff in den nächsten Jahrzehnten auf einen gemeinsamen Nenner kommen?

    Bedenkenswerte Hinweise gibt es bereits jetzt. Es wird darüber diskutiert, dass der blaue Wasserstoff, der aus Erdgas mit Pyrolyse gewonnen wird, mittelfristig eine Nachfrage nach Wasserstoff schaffen könnte – doch nur, bis der grüne Wasserstoff konkurrenzfähiger wird.

    Die Aufgabe der EU ist klar: Es muss eine Wasserstoff-Industrie zur Speicherung von Überproduktionen aus erneuerbaren Energiequellen auf die Beine gestellt werden. Deswegen ist Wasserstoff anderer Herkunft in der Zukunft nicht so interessant. Andere – darunter traditionelle – Wasserstoff-Quellen sind nur als zeitweilige Lösungen für den schnellen Aufbau der benötigten Größenordnung der neuen Industrie notwendig.

    Mit den preislichen Aspekten hängt auch die Frage der Garantien zusammen. In den vergangenen Jahren konnten wir mehrmals beobachten, wie die EU kurzerhand die Spielregeln änderte – sowohl bezüglich der Regelung der neuen Gaspipelines als auch der Gaspreis-Regelung, selbst beim russisch-ukrainischen Gasstreit.

    Das Thema Wasserstoff wird eine lange Geschichte. Man steht erst am Anfang des Weges. Zwischen 2030 und 2050 soll dieses Projekt in die Hochphase gehen. Doch auch die künftigen Pyrolyse-Anlagen sind langfristige Projekte mit langer Rentabilität, mehrere Jahrzehnte könnten sie genutzt werden. Eine weitere Änderung der Spielregeln könnte die russische Gasbranche teuer zu stehen kommen.

    Die Beteiligung an der Wasserstoff-Energie ist zwar eine interessante Idee zur Verlängerung der Gas-Ära für weitere Jahrzehnte, doch eine Beteiligung um jeden Preis ist nicht gut. Es sollte ein rentables Vorhaben mit eindeutigen Garantien der Nachfrage sein, ohne mit dem grünen Wasserstoff im Wettbewerb zu stehen. Sonst wäre es einfacher, alles beim Alten zu lassen – Erdgas wird noch lange gefragt bleiben.

    * Die Meinung des Autors muss nicht der der Redaktion entsprechen.

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    Tags:
    EU, Erneuerbare Energien, Wasserstoff