In vielen Artikeln erscheint zur Zeit der Eindruck dass grüner Wasserstoff in naher Zukunft der Retter in der Energiewende ist. Sogar auf verschiedenen Finanznachrichten weist man auf traumhafte Gewinne der zukünftigen Wasserstoffindustrie hin. Ist Wasserstoff wirklich der Retter der Energiewende ?
Die verschiedenen Farben des Wasserstoffs
Eigentlich ist Wasserstoff ein absolut farb- und geruchloses Gas. Man berichtet aber in den Medien von verschiedenen Farben des Wasserstoffs, die wir hier näher beschreiben möchten.
- grauer Wasserstoff
dieser wird aus Erdgas gewonnen und ist daher nicht CO2-frei und somit auch nicht nachhaltig - grüner Wasserstoff
wird durch Elektrolyse aus Wasser und CO2-freiem Ökostrom gewonnen - blauer Wasserstoff
wird durch Elektrolyse aus Wasser und CO2-freiem Atomstrom gewonnen. - Türkiser Wasserstoff
wird über die thermische Spaltung von Methan in einem Hochtemperaturreaktor hergestellt
Wasserstoff nur durch Elektrolyse CO2-frei
Für die Energiewende kommt nur CO2-freier Wasserstoff in Frage und diesen kann man nur über Elektrolyse aus Wasser herstellen. Der Haken dabei ist die Energiebilanz, denn die Umwandlung von Ökostrom in Wasserstoff ist alles andere als effizient. Bei der Elektrolyse gehen gut die Hälfte der eingesetzten Energie verloren. Im Internet kursieren zwar höhere Wirkungsgrade, diese berücksichtigen jedoch nicht den ganzen Prozess. So wird dort weder die Erhitzung beim Hochtemperaturverfahren mit berücksichtigt, noch die anschließende Verdichtung oder gar die Verflüssigung, die beim Einsatz in wasserstoffbetrieben Fahrzeugen notwendig ist. Verflüssigter Wasserstoff wird in einem Fahrzeug bei ca. 700 – 800 bar Druck und einer Temperatur von -253°C getankt. Da sich der Tank mit der Zeit erwärmt, entstehen sogenannte „Boil off“-Verluste, die je nach Außentemperatur bis zu 10% des Tankinhalts pro Tag betragen können. Dabei wird der Wasserstoff über ein Überdruckventil an die Umgebung abgelassen um ein Bersten des Tanks zu verhindern.
Grüner Wasserstoff ist gut viermal teurer als grauer Wasserstoff und ist damit weit von jeder Wirtschaftlichkeit entfernt. Ein Kilogramm „grauer Wasserstoff“ kostet an der Wasserstofftankstelle für wasserstoffbetriebene Fahrzeuge zur Zeit ca. 9,50€.
Quantität oft nicht berücksichtigt
Nicht alles was sich im Physikunterricht mit einem Reagenzglas darstellen lässt ist auch großtechnisch umsetzbar. Ein Aspekt dabei ist vor allem die Quantität, um die es bei den Vorhaben geht. So will man Wasserstoff für alles Mögliche einsetzen. Autos sollen mit Wasserstoff fahren, ob direkt im Verbrennungsmotor, oder über Brennstoffzellen, sei einmal dahingestellt. Wasserstoff will man als Speicher zum Betreiben von Gaskraftwerken einsetzen und die Stahlindustrie will die Hochöfen mit Wasserstoff betreiben. Auch Heizungen sollen über Brennstoffzellen mit Wasserstoff betrieben werden, sogar Flugzeuge und Schiffe will man auf Wasserstoffantrieb umstellen.
Aber alleine die Stahlindustrie benötigt bei der Umstellung so viel Wasserstoff, dass man zusätzlich 130 TWh Strom pro Jahr benötigt. Nun haben erneuerbare Energien mit 233,1 TWh im Jahr 2020 gerade 47% des gesamten deutschen Strombedarfs erzeugt. Diese Kapazität muss man schon allein aufgrund der Abschaltung der letzten Atom- und weiterer Kohlekraftwerke mehr als verdoppeln. Der Bundesrechnungshof sieht heute bereits, ohne den Bedarf zur Wasserstofferzeugung, die Versorgungssicherheit als gefährdet. Woher der Strom für die gehypte Wasserstoffindustrie kommen soll ist allerdings vollständig offen.
Was aber jetzt schon absehbar ist, mit Wind- und Sonne alleine wird es in absehbarer Zukunft nicht möglich sein. Will man tatsächlich in die Wasserstoffindustrie großtechnisch einsteigen wird es ohne Atomkraftwerke einfach nicht gehen. Diese Möglichkeit wird aber von unserer Regierung vehement abgelehnt, obwohl der wissenschaftliche Dienst der EU Atomkraft mittlerweile als nachhaltig einstuft.
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