Grüner Wasserstoff als Klimaschützer Der Sauberstoff

Wasserstoff, hergestellt aus Ökostrom, ist für die Industrie nahezu die einzige Möglichkeit, klimaneutral zu wirtschaften. Der Aufwand für Stahlwerke und Raffinerien wäre enorm, und die Hürden sind hoch.

Reversible Electrolysis Container der Firma Sunfire: "Power to X"
sunfire

Reversible Electrolysis Container der Firma Sunfire: "Power to X"

Von


Wenn es nach Minister Andreas Scheuer (CSU) geht, sollen Benzin- und Dieselmotoren auch in einigen Jahrzehnten noch das Straßenbild prägen. Dumm nur, dass ausgerechnet der Verkehrsbereich unter erheblichem Druck steht, die CO2-Emissionen zu senken, um die Vorgaben aus dem Klimaschutzabkommen von Paris zu erfüllen. Das Wundermittel, das diesen Widerspruch in Luft auflösen soll, heißt: grüner Wasserstoff.

Wenn sich Kraftstoffe synthetisch herstellen lassen, bliebe der Autoindustrie die Verbrennertechnologie trotz höchster Klimaschutzansprüche erhalten. Kein Wunder also, dass Andreas Scheuer das Verfahren zuletzt als Alternative zu Elektroautos ins Spiel gebracht hat.

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. In einem zweiten Schritt lässt sich der Wasserstoff zu synthetischem Erdgas, Benzin, Diesel oder Kerosin verarbeiten. "Power to X" heißt dieses Konzept.

Was im Verkehr allenfalls eine Option unter vielen wäre, könnte im Industriesektor zur letzten Rettung werden: Bis 2050 soll Deutschland fast vollständig klimaneutral wirtschaften, ohne grünen Wasserstoff dürfte das nur schwer möglich werden.

"Für die Industrie gibt es keine Alternative zu Power to X", sagt Michael Sterner, Professor für Energiespeicher und -systeme an der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg (OTH). In der Herstellung von Grundchemikalien, bei Düngemitteln oder in der Glas- und Metallindustrie, führe der Ersatz fossiler Brennstoffe immer zu grünem Wasserstoff, so der Experte.

Klimaneutraler Stahl als langfristiges Ziel

Zu den Industriezweigen mit den höchsten Kohlendioxidemissionen zählt die Stahlbranche. Sie setzt jährlich 56 Millionen Tonnen CO2 frei - und ist damit für gut sechs Prozent des gesamten Treibhausgasausstoßes Deutschlands verantwortlich. Konzerne wie ArcelorMittal oder ThyssenKrupp wollen nun mit grünem Wasserstoff experimentieren, um ihre Klimabilanz zu verbessern.

Die Salzgitter AG zählt zu den Pionieren. Schon seit zwei Jahren wird im Hüttenwerk Salzgitter, zweitgrößter Stahlstandort der Bundesrepublik, Wasserstoff aus einem eigenen Elektrolyseur bei der Veredelung von Rohstahl eingesetzt. Bis Mitte des nächsten Jahres werden nach den Plänen des Unternehmens zwei weitere, größere Elektrolyseure dazukommen.

Die Salzgitter AG hat die weitgehende Dekarbonisierung des gesamten Werks im Visier. So soll grüner Wasserstoff langfristig die Kokskohle ablösen - die mit Abstand wichtigste Emissionsquelle eines Stahlwerks. Auf dem Weg dahin will das Unternehmen die Produktion so umbauen, dass parallel zum Wasserstoff als Zwischenschritt auch Erdgas eingesetzt werden kann.

"Bereits mit einem Drittel Wasserstoff und zwei Dritteln Erdgas können wir gegenüber der heute verwendeten Technologie zwei Millionen Tonnen Kohlendioxid im Jahr einsparen", sagt Volker Hille, Leiter Corporate Technology bei der Salzgitter AG. "Daran lässt sich ablesen, wie viel die Stahlindustrie für den Klimaschutz bewegen könnte."

Umstellung der Produktion derzeit nicht wirtschaftlich

Allerdings müsse es "Anreize geben, klimafreundlich produzierten Stahl zu verwenden", fordert Hille. "Technisch gesehen könnten wir schon morgen damit anfangen, unsere Produktion auf fast komplett CO2-freie Verfahren umzustellen, weil die nötigen Technologien bereits etabliert sind. Dafür müssen aber die Rahmenbedingungen stimmen." Denn grüner Stahl ist teurer als konventioneller.

Ein Problem, vor dem auch Raffinerien stehen - einige wollen grünen Wasserstoff für die Entschwefelung von Kraftstoffen einsetzen, wofür bislang Erdgas verwendet wird. BP hat bereits in Lingen im Emsland einen Pilotversuch durchgeführt, Shell will im rheinischen Wesseling demnächst einen eigenen Elektrolyseur errichten. Doch bislang rechnet sich die Umstellung nicht, da Erdgas preiswerter ist als Strom.

Grüner Wasserstoff aus dem Ausland

Die größte Hürde bei der Umstellung ist jedoch die Beschaffung des Ökostroms für die Elektrolyse. Allein die Salzgitter AG bräuchte Elektrolyseure mit einer Leistung von 960 Megawatt, um ihre Stahlwerke zu dekarbonisieren. Ein modernes Windrad an Land liefert höchstens drei Megawatt Strom. Für eine klimaneutrale Stahlindustrie müssten also viele Tausend Windräder installiert werden.

"Daher wird der Import von grünem Wasserstoff und anderen Power-to-X-Energieträgern kommen", prophezeit Wissenschaftler Michael Sterner. "Es gibt viele Regionen auf der Welt, die sich hervorragend als Quelle eignen".

Klimaschutz wäre dann also von Energieimporten abhängig - für die Industrie aber keine neue Situation - denn auf die Einfuhr von Kohle, Öl und Erdgas ist sie schon heute angewiesen.

insgesamt 177 Beiträge
Alle Kommentare öffnen
Seite 1
Melissa85 13.07.2019
1. Eine Frage hätte ich noch.
Diese Option klingt ja erstmal ok und Umsetzbar auch wenn's Teuer ist. Aber würde dann nicht ein Massiver Wasserverbrauch entstehen der zusätzlich zu Landwirtschaft und Dürreperioden unsere Wasservorräte extrem belastet ?
Johann Dumont 13.07.2019
2. Redox Flow ist eine preiswertere Lösung und im Einsatz !!
wir haben alles für die Reduzierung des CO2 Ausstoßes um mindesten 50% - warum warten auf Wasserstofflösungen und Tankstellen - vergeudete Zeit. verpasste Chancen - Herr Gabriel und Frau Merkel haben es sabotiert - in ganz Europa hätten wir einen Boom ganz ohne arbeits- und perspektivlose Jugendliche. Aus sich selbst heraus finanziert mit vielen neuen Ausbildungsplätzen - mehr Privateigentum - viel besserer Infrastruktur und viele zufriedene junge Familien. Mit viel Geld haben wir die Grundsteine gelegt für sehr gute Photovoltaik, die besten Windräder, Wärmepumpen, preiswerte beliebig skalierbare Stromspeicher, revolutionäre elektronische Bausteine für die Leistungselektronik und vieles mehr. Durch das Abwürgen der Energiewende (viele Pleiten in der Photovoltaik und jetzt gerade beginnend in Windbranche) zugunsten weniger Oligopolisten hat Frau Merkel mit ihrem hilfswilligen Herrn Gabriel ein die Welt veränderndes Model der Energieversorgung verhindert. Alles kann durch das eingesparte Gas, Öl und Kohle finanziert werden. Es ist nicht nur der Verkehr - allein die Heizungen verschlingen bei uns weit mehr Energie. Wir haben auch solar betriebene Klimaanlagen - über Röhrenkollektoren mit heißem Wasser ab 80 Grad betrieben Absorptionskälteanlagen - ohne Kompressor. Wir haben Redox Flow Batterien und andere chemische Batterien wie etwa Natronlaugenspeicher etc. etc. Solaranlagen und Hausbatterien statt Notstromaggregate ein weltweiter Markt. Schon Schremp und Piech haben vor vielen Jahren die damals fortschrittlichste Batteriefabrik der Welt geschlossen - möglicherweise weil Katar und andere Ölverkäufer maßgeblich sowohl an Daimler als auch an VW beteiligt waren. Eine Welt die innerhalb von zwei Jahren nur noch die Hälfte des jetzigen Verbrauchs von Gas, Öl und Kohle hätte wäre eine andere. Wir hätte als Beispiel dafür dienen können - jetzt macht es China unter wesentlich schlechteren Bedingungen. Nicht nur unsere Automanager - die ja nur Erfüllungsgehilfen sind - auch unsere Politiker haben durch mangelnde Weitsicht die Welt schlechter gemacht als sie sein müsste
holtadipolta 13.07.2019
3. power to x
"In einem zweiten Schritt lässt sich der Wasserstoff zu synthetischem Erdgas, Benzin, Diesel oder Kerosin verarbeiten. "Power to X" heißt dieses Konzept." -> wie soll das funktionieren, ohne doch wieder einen Kohlenstoffträger einzusetzen, wie z.B. CO. Woher soll denn dann das CO stammen...? Bestensfalls aus dem CO2 der Atmosphäre - schlechtestenfalls doch wieder aus fossilen Energieträger. Hätte darüber im Artikel gerne mehr erfahren.
ceroc 13.07.2019
4. mach Sinn
Power-to-X ist die Alternative und könnte schleichend mit Erdgas eingeführt werden ohne das es jemand merkt. Dachte immer das wäre der offizell-geheim Plan der Bundesregierung daher auch Nordstream und Konsorten. Die Autoindustrie hätte viel mehr Zeit weiter auf Verbrenner zu setzten (CNG) und könnte weiter ihren Vorteil nutzen. In ferner Zukunft könnte man in der z.B. Sahara klima neutral Wasserstoff Großindustriell herstellen mittels Biochemie in Erdgas umwandeln und in die Welt verschiffen. Selbstverständlich mit Klima neutralen Erdgas tankern. Aber nein , jetzt wird unvorbereitet und unüberlegt irgendwelche Klimaziele eingehalten die man sich selber aufergelegt hat. Der Spiegel trägt u.a. die große Mitschuld.
stumpen89 13.07.2019
5. Wunderbares Argument für eine CO2-Steuer.
Die im Artikel angeführten wirtschaftlichen Gründe sind doch ein ganz wunderbares Argument für die Einführung einer CO2-Steuer. Damit würden Erdgas und Kokskohle, die heute für die genannten Industrieprozesse eingesetzt werden, verteuert. Das führt dazu, dass der Einsatz von Grünem Wasserstoff wirtschaftlich rentabel wird. Das durch die CO2-Steuer eingenommene Geld kann dann in die Errichtung von Grüner Infrastruktur, zur Erforschung und Entwicklung Grüner Technologien oder in spezielle Fördertöpfe fließen, aus denen Firmen dabei unterstützt werden, ihre konventionellen Prozesse klimaneutral umzurüsten. Auch kann man Hausbesitzer finanziell bei der Umstellung auf klimaneutrale Gebäudetechnik (Heizung, Lüftung, Klimaanlage, etc.) unterstützen.
Alle Kommentare öffnen
Seite 1

© SPIEGEL ONLINE 2019
Alle Rechte vorbehalten
Vervielfältigung nur mit Genehmigung


TOP
Die Homepage wurde aktualisiert. Jetzt aufrufen.
Hinweis nicht mehr anzeigen.