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Patrick Mariathasan / DER SPIEGEL

Kurt Stukenberg

SPIEGEL Klimabericht Der (zu schöne) Traum vom grünen Wasserstoff

Kurt Stukenberg
Von Kurt Stukenberg, stellvertretender Ressortleiter Wissenschaft
Von Kurt Stukenberg, stellvertretender Ressortleiter Wissenschaft
In der öffentlichen Debatte entsteht bisweilen der Eindruck, Wasserstoff sei das Wundermittel der Energiewende. Doch die Sache hat einen Haken. Der Wochenüberblick zur Klimakrise.

Liebe Leserinnen, liebe Leser,

molekularer Wasserstoff ist nicht nur ein geruchloses Gas, sondern ein Versprechen. Ein Versprechen, dass die Energiewende machbar ist, aber vieles so bleiben kann, wie es ist. Autofahrer jagen ganz ohne Reichweitenangst und lästige Akku-Ladestopps mit ihren Verbrennern durch die Republik, Stahlwerke und andere energieintensive Industrien bleiben in Deutschland, um von hier aus ihre Produkte in alle Welt zu verkaufen, und jeden Sommer hebt der Ferienflieger nach Mallorca ab – nur eben klimaneutral, sauber und mit modernster Technik. Kaum ein Politiker oder Konzernchef, der dieser Tage von Klimaschutz spricht, kommt ohne einen Verweis auf die geradezu zauberhafte Wirkung des grünen Wasserstoffs aus.

Grün darf man Wasserstoff nennen, wenn er mit erneuerbarer Energie erzeugt wird. Das geschieht in einem Elektrolyseur, der Wasser (H₂O) unter Strom setzt, sodass sich Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O) voneinander trennen. Je nach Bedarf kann man den Wasserstoff dann zu synthetischem Erdgas, Benzin, Diesel oder Kerosin verarbeiten. »Power to X« heißt dieses Konzept.

Besonders charmant ist an dem Ansatz, dass sich Technologien und Infrastruktur aus dem fossilen Zeitalter einfach weiter nutzen ließen. Nicht nur für den Verbrennungsmotor gäbe es doch noch eine Zukunft, auch einiges vom Gasnetz bliebe erhalten. Ende Januar wurde bekannt, dass am Standort des gerade stillgelegten Kohlekraftwerks Hamburg-Moorburg künftig in großem Stil grüner Wasserstoff hergestellt werden soll. Hamburgs Umweltsenator Jens Kerstan kündigte an, das Gasleitungsnetz im Hafen rund um Moorburg für Wasserstoff auszubauen. Wirtschaftssenator Michael Westhagemann sagte, mit Hamburg als Startpunkt wolle man eine Wasserstoffwirtschaft in Norddeutschland aufbauen.

Ist grüner Wasserstoff also das Zaubermittel für eine geschmeidige Transformation in eine klimaneutrale Zukunft? Die Bundesregierung lässt sich diesen Traum jedenfalls einiges kosten und stellt Geld aus gleich mehreren Fördertöpfen bereit. Ein Konjunkturpaket aus dem Juni 2020 sieht sieben Milliarden Euro für den Aufbau eines nationalen Wasserstoffmarktes vor, dazu zwei Milliarden Euro für den Aufbau von internationalen Kooperationen in dem Bereich.

Doch die Sache hat einen entscheidenden Haken: Die Umwandlung von Ökostrom in Wasserstoff ist nicht besonders effizient, etwa vier Fünftel  der Energie gehen dabei verloren. Das führt einerseits dazu, dass Wasserstoff weit davon entfernt ist, wettbewerbsfähig zu sein. Ein Kilogramm, aus Wind- oder Sonnenstrom erzeugt, ist vier- bis fünfmal teurer als der sogenannte graue Wasserstoff, der aus Erdgas hergestellt wird und nicht klimaneutral ist. Vor allem aber wird erheblich mehr Ökostrom benötigt, wenn wir grünen Wasserstoff in großem Stil einsetzen.

Wasserstoff ist der »Champagner der Energiewende«

Wollte die Stahlindustrie ihren Energiebedarf aus erneuerbaren Quellen decken, könnte allein diese Branche zusätzlich mindestens 130 Terawattstunden Strom jährlich benötigen . Zum Vergleich: Sämtliche Windräder an Land und zur See haben in Deutschland 2019 rund 127 Terawattstunden erzeugt. Dabei reichen die deutschen Ausbauziele für die erneuerbaren Energien schon jetzt nicht aus, um das im Koalitionsvertrag festgeschriebene Ziel von 65 Prozent Ökostrom an der Versorgung bis 2030 zu erreichen. Zusätzlich erschweren  neue Abstandsregeln für Windräder an Land einen zügigeren Ausbau.

»Wer von Wasserstoff träumt, muss in erneuerbare Energien investieren und deutlich schneller ausbauen als bisher«, sagte  Wirtschaftsexpertin Claudia Kemfert vom Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung (DIW) dem Redaktionsnetzwerk Deutschland. Viel effizienter wäre es, den gewonnenen Ökostrom direkt zu verbrauchen. Und die Debatte über unbeliebte Windräder vor der Haustür löst sich mit Verweis auf Wasserstoff also auch nicht in Luft auf.

»Diesen Mehraufwand – eine Energieform in eine andere umzuwandeln, um sie dann zu nutzen – wird man nur dann betreiben, wenn es gar nicht anders geht«, so Kemfert. Gerade im Verkehr gibt es mit Elektromotoren aber eine gute Lösung, mit der man Strom aus erneuerbaren Energien ohne Umwandlung direkt verbrauchen könnte, zum Heizen können Wärmepumpen eingesetzt werden. In diesen Bereichen auf Wasserstoff zu setzen, wäre ineffizient. Sinnvoller ist es, das teure grüne Gas in begrenzten Mengen nur dort einzusetzen, wo die Elektrifizierung mit Ökostrom nicht möglich ist.

Rainer Baake, Direktor der Stiftung Klimaneutralität, hat das so übersetzt : »Der Wasserstoff ist der ganz teure Champagner der Energiewende« – den aber trinkt man nicht bei jeder Gelegenheit, sondern nur zu besonderen Anlässen. Als Durstlöscher wäre er zu teuer.

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Reversible Electrolysis Container der Firma Sunfire

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Foto: sunfire

Die Themen der Woche

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Die letzten Bewohner von Pödelwitz in Sachsen haben sich erfolgreich gegen den Tagebau gewehrt. Doch die meisten Häuser stehen leer. Jens Hausner, Sprecher der Bürgerinitiative, hält das für eine gute Ausgangslage.

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Abkehr vom Geschäft mit fossiler Energie: Siemens Energy will 7800 Stellen abbauen
Siemens Energy ist zurück in den schwarzen Zahlen. Trotzdem will das Unternehmen Tausende Stellen streichen – viele davon in Deutschland.

Aufgewärmt

  • In China steigt der Kohlendioxidausstoß weiter an, denn nach wie vor wird ein Großteil des Stroms aus Kohle erzeugt. Dabei will das Land bis 2060 CO₂-neutral sein. Helfen soll nun Emissionshandel (»Tagesschau«) 

  • Methanemissionen sind nicht nur bei der Gasförderung ein Problem: Offenbar entweicht auch aus Kohleminen mehr von dem Klimagas als bisher gedacht (»Phys.org«) 

  • Die »New York Times« zeigt in einer interessanten interaktiven Grafik, welches Land mit welchen Klimarisiken konfrontiert ist (»New York Times«) 

  • Laut einer neuen Studie fällt der globale Meeresspiegelanstieg höher aus, als selbst in den pessimistischsten Annahmen vermutet wurde (»Bloomberg«) 

Publiziert

Sind Aerosole Klimaretter?

Aerosolpartikel spielen nicht nur bei der aktuellen Pandemie eine wichtige Rolle, sondern auch beim Klimawandel. Gelangen sie in größerer Menge in die Luft, kann sich Wasser an ihnen anheften, was zu einer verstärkten Wolkenbildung führt. Diese reflektieren dann aufgrund ihrer hellen Oberseite Sonnenlicht und sorgen so dafür, dass sich die Erde weniger stark erwärmt. Das ließ sich in der Vergangenheit beispielsweise in Folge von großen Vulkanausbrüchen beobachten. Doch bei diesem wichtigen Klimaeffekt sind noch viele Fragen offen. Insbesondere wie sehr etwa gezielt ausgestoßene Aerosolpartikel helfen könnten, die Erderwärmung zu bremsen. Aus diesem Grund haben Wissenschaftler um die Atmosphärenphysikerin Franziska Glassmeier anhand von Satellitenmessungen ausgewertet, wie groß der Effekt bei sogenannten Schiffskondensstreifen ist. Es zeigte sich, dass der Kühleffekt dieser künstlich erzeugten Wolken bislang wohl deutlich überschätzt wurde. Jedoch weisen die Forscher auch darauf hin, dass die Schiffskondensstreifen keine geeignete Grundlage für großräumige Modellierungen darstellen.
»Aerosol-cloud-climate cooling overestimated by ship-track data«
Glassmeier et al., 2021
Science 

Der Klimabericht - Daten zur Lage des Planeten

Bleiben Sie zuversichtlich,

Ihr Kurt Stukenberg