Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/energiewende-norddeutschland-wird-h-2001-145985.html    Veröffentlicht: 10.01.2020 12:02    Kurz-URL: https://glm.io/145985

Energiewende

Norddeutschland wird H

Japan macht es vor, die norddeutschen Bundesländer ziehen nach: Im November haben sie den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft beschlossen. Die Voraussetzungen dafür sind gegeben. Aber das Ende der Förderung von Windkraft kann das Projekt gefährden.

Elektrolyseure an der Elbe, Gepäckschlepper mit Brennstoffzelle auf dem Hamburger Flughafen, Brennstoffzellenbusse an der Küste: Der Norden setzt massiv auf Wasserstoff als Energieträger und -speicher. Warum haben gerade die Nordländer eine Wasserstoffinitiative beschlossen? Und ist das überhaupt notwendig?

Auf den ersten Blick scheint es nicht so: Dieser Tage hat die Berliner Denkfabrik Agora Energiewende mit der Meldung überrascht, dass die klimaschädlichen Emissionen im vergangenen Jahr in Deutschland um über 50 Millionen Tonnen gesunken sind. Damit lagen die Treibhausgasemissionen rund 35 Prozent unter dem Niveau von 1990. Das Ziel, bis Ende dieses Jahres die Emissionen um 40 Prozent gegenüber dem Jahr 1990 zu senken, wird damit erreichbar.

Grund für die gute Nachricht ist, dass knapp die Hälfte des Strombedarfs (rund 43 Prozent) 2019 über erneuerbare Energien gedeckt wurde. Im Norden der Republik kommt der saubere Strom vor allem aus Windkraftanlagen. An der Küste sind die majestätischen Räder längst ein alltäglicher Anblick geworden.

Doch genauso normal sind Windräder, die trotz einer frischen Brise stillstehen, weil kein Strom ins Netz eingespeist werden kann. Ein enormer Verlust: Im Jahr 2017 beispielsweise betrug die Ausfallarbeit 5,5 Terawattstunden. Ausfallarbeit ist die Menge an elektrischer Energie, die nicht ins Netz gespeist werden kann. Der Großteil entfällt auf Windkraft und der Großteil davon wiederum auf Norddeutschland.

Hätten die Windräder 2017 nicht stillgestanden, sondern mit ihrem Strom Elektrolyseure betrieben, hätte nach Expertenschätzungen genug Wasserstoff erzeugt werden können, um 16.000 Wasserstoffbusse ein Jahr lang zu betreiben.

Michael Westhagemann, der ehemalige Siemens-Manager und seit gut einem Jahr Hamburgs parteiloser Wirtschaftssenator, will das ändern: Wenn kein Strom ins Netz gespeist werden kann, sollen die Räder dennoch nicht stillstehen. Mit dem Strom sollen Elektrolyseure betrieben werden, die Wasser in seine Bestandteile spalten. Der so erzeugte Wasserstoff dient dann als Energiespeicher für viele Zwecke.

Japan setzt auf Wasserstoff

Die japanische Regierung betreibt seit einiger Zeit den Umbau der Wirtschaft auf den Energieträger Wasserstoff. Norddeutschland zieht nach: Anfang November haben Bremen, Hamburg, Mecklenburg-Vorpommern, Niedersachsen und Schleswig-Holstein beschlossen, gemeinsam eine Wasserstoffwirtschaft aufzubauen. Bis 2030 soll hier eine Elektrolyse-Leistung von mindestens 500 Megawatt zur Verfügung stehen, bis 2035 sogar 5 Gigawatt. Ein Netz aus rund 250 Wasserstofftankstellen soll entstehen, um den grünen Wasserstoff ins Auto zu bekommen.

Der Haken: Es fehlt noch an den nötigen Elektrolyse-Kapazitäten.

Elektrolyseure werden gebaut

In den USA etwa werden nach Angaben des US-Energieministeriums derzeit 95 Prozent des Wasserstoffs aus Erdgas gewonnen. Die Elektrolyse ist zudem noch in der Testphase. Daraus resultiert der zweite Haken: Dieser sogenannte graue Wasserstoff, bei dessen Erzeugung Kohlendioxid freigesetzt wird, ist viel günstiger als der grüne. Letzterer kostet rund zehn US-Dollar pro Kilogramm, ersterer ein bis zwei.

Nach Westhagemanns Kalkül wird der Preis für den grünen Wasserstoff sinken, wenn mehr Elektrolyse-Kapazitäten zur Verfügung stehen, und die will er schaffen. Im September kündigte er den Bau des weltgrößten Elektroyleurs im Hamburger Hafen an. Dort soll ein modulares System bis Ende des Jahrzehnts an mehreren Standorten entstehen. Es wird eine Leistung von 100 Megawatt haben und zwei Tonnen Wasserstoff in der Stunde erzeugen.

Zum Vergleich: Die aktuell größten Anlagen dieser Art haben eine Leistung von rund 10 Megawatt - und sind damit deutlich leistungsfähiger als die, die derzeit in Norddeutschland zur Verfügung stehen: Die Hochschule für Angewandte Wissenschaften (HAW) etwa betreibt einen Elektrolyseur auf ihrem Energiecampus im Hamburger Bezirk Bergedorf mit einer Leistung von 1,5 Megawatt. Etwa das Anderthalbfache, 2,5 Megawatt, schafft der Elektrolyseur des Brunsbütteler Unternehmens Wind to Gas Energy, der seit August in Betrieb ist. Die H+R Ölwerke in Hamburg haben einen 5-Megawatt-Elektrolyseur.

Weitere sind geplant oder im Bau, zum Beispiel im Rahmen des Projekts eFarm von GP Joule, einem Anbieter für regenerative Energieerzeugung aus Nordfriesland. Er baut eine lokale Wasserstoff-Infrastruktur. Dazu gehören fünf Elektrolyseure und zwei Wasserstofftankstellen in Husum und Niebüll. Dort sollen künftig Brennstoffzellen-Linienbusse tanken, die in der Region unterwegs sind - und private Pkw. Laut GP Joule haben zum Beginn des Projekts 60 Privatpersonen und Unternehmen ihr Interesse an gemeldet, ein Brennstoffzellenfahrzeug anzuschaffen.

Auf Wasserstofffahrzeuge will auch der Hamburger Flughafen umstellen. Dort ist seit September ein Gepäckschlepper mit Brennstoffzelle im Einsatz. Nach einem erfolgreichen Test sollen nach und nach die übrigen 60 Fahrzeuge umgestellt werden. Zudem sollen Wasserstoffbusse künftig Passagiere zu ihren Flugzeugen bringen. Dafür bekommt der Flughafen eine eigene Wasserstoff-Tankstelle, zu Anfang noch eine mobile.

Busse standen wegen fehlender Ersatzteile still

Der Hamburger Verkehrsbetrieb Hochbahn legte Anfang der vergangen Jahres eine Pause bei der Brennstoffzellentechnik ein: Er verkaufte vier seiner sechs Brennstoffzellenbusse und gab Bussen mit Akku den Vorzug. Das lag aber weniger daran, dass die Hochbahn mit der Technik an sich nicht zufrieden war. Allerdings waren die Busse Prototypen, für die nicht wie für Serienfahrzeuge Ersatzteile ohne weiteres verfügbar waren. War also an einem Bus etwas kaputt - übrigens meistens nicht am Antriebsstrang -, kam es zu längeren Standzeiten.

Schon damals betonte ein Sprecher jedoch, dass das keine grundsätzliche Absage an Brennstoffzellenbusse sei. Das Unternehmen werde wieder solche Busse anschaffen, wenn diese als Serienfahrzeuge verfügbar seien. Ein halbes Jahr später kündigte die Hochbahn an, die nächsten Brennstoffzellenbusse 2021 in Dienst zu stellen.

Der Wasserstoff muss aber nicht unbedingt in den Tank wandern.

Synthetische Brennstoffe aus Wasserstoff

Im Rahmen des Brunsbütteler Projekts Hysyngas wird die Erzeugung von synthetischem Erdgas (Synthetic oder Substitute Natural Gas, SNG) sowie von flüssigen synthetischen Kraftstoffen auf der Basis von grünem Wasserstoff erforscht. Diese synthetischen Brennstoffe sind anders als fossile kohlendioxidneutral. Es ist nach Angaben der Projektpartner Arge Netz, MAN und Vattenfall "das weltweit erste industrielle Großprojekt zur Herstellung synthetischer Gase".

Mit den flüssigen synthetischen Kraftstoffen könnten Autos, Flugzeuge oder Schiffe deutlich sauberer als heute betrieben werden. Manche Experten halten das für die praktikabelste Anwendung für grünen Wasserstoff, weil die Prozesse erprobt sind und weil keine neue Infrastruktur für die Lagerung, den Transport und zum Tanken aufgebaut werden muss, sondern die vorhandene weiter genutzt werden kann.

Das SNG soll in das deutsche Erdgasnetz eingespeist werden. Zudem wird in der Hafenstadt ein Terminal gebaut, an dem Schiffe künftig flüssiges Erdgas (Liquid Natural Gas, LNG) löschen werden. Das LNG soll dann mit kohlendioxidneutralem SNG angereichert werden. Es ist auch möglich, Wasserstoff bis zu einem gewissen Anteil direkt in das Gasnetz zu leiten und so das Erdgas zu ersetzen.

Wasserstoff soll Kohlenstaub im Stahlwerk ersetzen

Ein Abnehmer für den Wasserstoff schließlich könnte die Stahlindustrie sein. Der deutsche Konzern Thyssen-Krupp hat Ende vergangenen Jahres in seinem Werk in Duisburg angefangen, die Stahlherstellung ohne Kohlendioxid-Emissionen vorzubereiten. Der Kohlenstaub als Reduktionsmittel soll durch Wasserstoff ersetzt werden. Bei der Herstellung vor einer Tonne Rohstahl werden rund 1,3 Tonnen Kohlendioxid freigesetzt. Nach der Umstellung entsteht nur noch Wasserdampf.

Projekte für die Wasserstoff-Wirtschaft gibt es also einige im Norden. Aber kann das Konzept aufgehen?

Mehr Windräder, nicht weniger

Westhagemann ist davon überzeugt. "Wasserstoff muss der Hebel für die Energiewende sein", sagte der Politiker im Dezember dem Handelsblatt. "Und jetzt, wo wir gesetzliche Klimaziele haben, kommt eine Verbindlichkeit in das Thema, an die sich alle halten müssen."

Auch andere staatliche Vorgaben können zum Gelingen beitragen. Dass die Emissionen im vergangenen Jahr zurückgegangen sind, lag vor allem an den gestiegenen Preisen für Kohlendoxid-Zertifikate im europäischen Emissionshandel. Sprich: Strom aus Kohle war zu teuer und nicht mehr wettbewerbsfähig, also wurde weniger erzeugt. Die Braunkohleverstromung ging um 22 Prozent zurück, die Steinkohleverstromung um 31 Prozent.

Eine andere Regelung - besser gesagt: ihr Auslaufen - hingegen könnte zur Gefahr werden: 2021 fällt für die ersten Windräder die Förderung nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) weg. Dann bekommen die Betreiber der Windräder keine feste Vergütung für ihren eingespeisten Strom mehr, sondern müssen diesen zu marktüblichen Preisen anbieten. Die liegen zum Teil aber unter den Betriebskosten der Windräder. Diese würden damit unrentabel, und es besteht die Gefahr, dass sie abgebaut werden. Die Kapazität an erneuerbaren Energien würde dadurch schrumpfen statt - wie benötigt - wachsen.

Wie wird der Atomstrom ersetzt?

Das wäre fatal. Denn 2022 werden die letzten Atomkraftwerke in Deutschland abgeschaltet. Ihr Anteil lag 2019 bei 12 Prozent. Der muss ausgeglichen werden. Falls die Kapazitäten an erneuerbarer Energie abgebaut würden, bestehe "die Gefahr, dass - nach dem Rückgang der Emissionen in den vergangenen beiden Jahren - im Zeitraum 2020 bis 2022 - wieder ein Anstieg folgt", sagte Patrick Graichen, Direktor der Denkfabrik Agora Energiewende.

Denn für den Rückgang war allein die Energiebranche verantwortlich, die weniger Kohle verfeuert hat und mehr Erdgas, das weniger klimaschädlich ist. Im Verkehrssektor hingegen sind die Emissionen sogar noch gestiegen - Grund dafür ist der Zuwachs an großen und schweren SUVs, die sich weiterhin steigender Beliebtheit erfreuen.  (wp)


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