Gaskraftwerke: Hürden bei der Umrüstung auf Wasserstoff

Alle bestehenden Gaskraftwerke müssen in den kommenden Jahren auf Wasserstoff umgestellt werden. Gleichzeitig plant der Bund den Bau neuer Gaskraftwerke, um die Ziele der Energiewende einzuhalten. Doch die Technik ist längst noch nicht reif für diesen Schritt.

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Der Umstieg von Erdgas auf Wasserstoff

Gaskraftwerke erzeugen Strom für die Bürger des Landes. Bisher galten sie als verträgliche und bessere Lösung zu Atomkraft und Kohlekraftwerken. Neben Wind- und Solarenergie soll unser Strom zukünftig zum Teil immer noch aus Gaskraftwerken kommen. Allerdings ist auch hier eine entscheidende Änderung geplant: Statt Erdgas sollen die Kraftwerke bald Wasserstoff verbrennen.

Gaskraftwerke: Hürden bei der Umrüstung auf Wasserstoff.  Doch die Technik ist längst noch nicht reif für diesen Schritt
Gaskraftwerke: Hürden bei der Umrüstung auf Wasserstoff. Doch die Technik ist längst noch nicht reif für diesen Schritt
Bild: Jochen Burgstaller, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Erdgas ist als fossiler Brennstoff begrenzt und gilt aufgrund der Emissionswerte als nicht mehr umweltverträglich.
Wasserstoff wurde von den Experten als „grün“ eingestuft, weil er umweltschonend per Elektrolyse mit Ökostrom aus Wasser produziert werden kann.

Zukünftig würde das neben einer Einsparung bei den CO₂-Emissionen auch eine Unabhängigkeit von den Erdöl fördernden Ländern bedeuten. Krisen wie derzeit in der Ukraine würden sich nicht mehr so stark auf die Sicherheit der Stromversorgung auswirken.

So weit klingen die Pläne der Regierung und der Klimaschützer gut. Es gibt allerdings noch einige Hürden im System: Wasserstoff hat aufgrund der geringeren Dichte ganz andere Brenneigenschaften als Erdgas.

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In der Praxis bedeutet dies, dass die Verbrennung von reinem Wasserstoff in bestehenden Gaskraftwerken nicht möglich ist. In Tests zeigte sich, dass die Flammen aus den Brennkammern zurückschlagen und schwere Schäden an den Erdgasturbinen anrichten.

Das Problem wäre gelöst, wenn neue Turbinen zur Verfügung stünden. Doch dem ist nicht so. Die Technik ist derzeit noch nicht ausgereift.

Der Anteil von Gaskraft am Strommarkt

Derzeit speisen deutsche Gaskraftwerke gut 30 Gigawatt in die Netze ein. Bis 2030 sollen mindestens 13 weitere Gigawatt dazukommen, vielleicht auch mehr. Dazu ist der Bau neuer Kraftwerke in den kommenden Jahren zwingend notwendig.

Gaskraftwerke werden derzeit von der EU noch als vergleichsweise klimafreundlich eingestuft. Allerdings sehen die derzeit geltenden Beschlüsse auch vor, dass die bestehenden Kraftwerke bis 2036 nur noch mit CO₂-neutralen Gasen betrieben werden dürfen. Der Bau neuer Gaskraftwerke wird nur noch dann staatlich gefördert, wenn sie neben Strom auch Wärme erzeugen und spätestens ab 2028 voll auf Wasserstoff umrüstbar sind.

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Beim derzeitigen Stand der Dinge müssten die Stromversorger also jetzt schon neue Kraftwerke errichten. Deren Erdgas basierte Technik wäre allerdings binnen weniger Jahre veraltet. Die neue Technik steht noch nicht zur Verfügung. Welche Kosten auf die Stromerzeuger und den Bund zukommen, ist somit kaum kalkulierbar.

Johannes Wagner vom Energiewirtschaftlichen Institut an der Universität Köln (EWI) erklärte in einem Interview mit SPIEGEL-online, „Wir haben im Rahmen von Gesprächen mit Kraftwerksherstellern die Rückmeldung bekommen, dass wasserstofffähige Gaskraftwerke etwa bis 2030 marktreif sein sollen“.

Ein anderes Problem liegt laut Einschätzung der Experten in der Versorgung mit ausreichend Wasserstoff. Das Verteilernetz, die Erzeugung und die flächendeckende Versorgung sind bisher nur Konstrukte. Es fehlen auch hier konkrete Zahlen, Fakten und vor allem ganz reale Leitungssysteme.

Die Kraftwerke müssten nicht nur in neue Turbinen investierten, sondern die gesamten Zuleitungen und Rohre doppelt ausführen.

Wie der Wasserstoffmarkt der Zukunft aussehen wird, ist derzeit noch nicht klar. Neben den Strom- und Wärmeerzeugern werden auch die Industrie und der Verkehr künftig immer größere Mengen an grünem Wasserstoff verbrauchen.

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Sind die Ziele einzuhalten?

Bisher scheuen vor allem die kleineren Stadt- und Energiewerke die Investition in neue Gaskraftwerke.
Wer nicht gezwungen ist, das eigene Netz auszubauen, hält sich lieber zurück.

Damit besteht die Gefahr, dass bis 2030 nicht ausreichend Gaskraftwerke zur sicheren Versorgung zur Verfügung stehen werden und die Energiewende insgesamt ausgebremst wird.

Trifft dieses Szenario ein, müssten einzelne Kohlekraftwerke länger in Betrieb bleiben. Kohlekraftwerke stoßen um ein vielfaches mehr CO₂ aus als Gaskraftwerke.
Ein Lichtblick besteht darin, dass schon Zugaben von 15 Prozent grünem Wasserstoff zu Erdgas jährlich etwa 33.000 Tonnen CO₂ einsparen könnten. Mit Beimengungen in dieser Größenordnung kommen die alten Erdgasturbinen sehr gut klar.

Unsere Stromversorgung wird immer unsicherer. Wie Sie sich auf einen Notfall vorbereiten können, erfahren Sie ein unseren Ratgebern auf dieser Website. Unter der Rubrik Ratgeber sind bisher folgende Artikel erschienen: