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Wasserstoff vom Hype zur Hoffnung machen

14. Februar 2020
Wasserstoff vom Hype zur Hoffnung machen

"Ich sehe eine zentrale Rolle für Wasserstoff", sagte Frans Timmermans bei den Bemühungen Europas, seine Klimaziele zu erreichen. Und die Menge sprang auf und spendete einem Klimakommissar die seltenen stehenden Ovationen. Wasserstoff ist in aller Munde und es wird allgemein erwartet, dass die Kommission ihn zu einer großen Priorität in ihrer grünen Industriestrategie macht. Stehen wir also vor dem Eintritt in das goldene Zeitalter des Wasserstoffs und - wenn ja - was bedeutet das für den Verkehr?

Erfahrene Beobachter werden sich daran erinnern, dass es nicht das erste Mal ist, dass Wasserstoff für große Aufregung sorgt. Jeremy Rifkins' berühmtes Buch "TheHydrogen Economy" (DieWasserstoffwirtschaft) ist ein Beispiel für die glühende Begeisterung der 2000er Jahre. Angestachelt durch die Befürchtung, dass das Öl zur Neige geht, startete der damalige amerikanische Präsident George W. Bush dieInitiative"Freedom Fuel", um Wasserstoff zu fördern und die USA energieunabhängig zu machen. Die Autohersteller schlossen sich dem Rennen an, Toyota, Daimler und andere versprachen, Modelle zu bauen, die Wasserstoffautos für den Massenmarkt populär machen würden.

Aber ein Jahrzehnt später hat sich der Wasserstoff nicht durchgesetzt. Es gibt nur wenige Wasserstoff-Brennstoffzellen-Autos, und die meisten von ihnen sind eigentlich Vorführfahrzeuge. Es gibt auch so gut wie keine Wasserstoff-LKWs, obwohl Hyundai 1.000 Brennstoffzellen-Elektro-LKWs für den Schweizer Markt bereitstellenwird. In der Zwischenzeit wird der erste LKW von Nikola- die Hoffnung der Wasserstoff-LKW-Enthusiasten - offenbar ein batterieelektrischer LKW sein.

Ein Zyniker könnte sagen, dass Wasserstoff die Zukunft ist und immer bleiben wird. Aber die sich beschleunigende Klimakrise erlaubt es uns nicht, zynisch zu sein. Nach einer eigenen Analyse von T&E ist Wasserstoff derzeit der einzige Energieträger, der eine emissionsfreie Schifffahrtund Luftfahrt ermöglichen würde, entweder alsEndkraftstoff oder als Basis für einen flüssigen Kraftstoff. Es ist auch zu früh, ihn als Option für den Fernverkehr abzuschreiben, aber hier wird Wasserstoff mit effizienteren Optionen wie Oberleitung oder Batterieelektrik konkurrieren müssen.

Aber es gibt einen großen Unterschied zwischen dem theoretischen Potenzial einer Technologie in einem Klimamodell und ihrer Fähigkeit, sich wirtschaftlich durchzusetzen. Wie das Beispiel der Batterietechnologie gezeigt hat, kann eine Technologie anfangs teuer und leistungsschwach sein, aber sehr bald wettbewerbsfähig werden. Könnte etwas Ähnliches auch für Wasserstoff passieren? Und was braucht es, damit das passiert?

Es gibt zwei Hauptmethoden, um Wasserstoff zu produzieren. Die erste und am weitesten verbreitete Methode - sie macht 95 %der derzeitigen Wasserstoffproduktion aus - ist die Methan-Dampfreformierung auf der Basis von fossilem Gas. Gasbasierter oder "grauer" Wasserstoff ist nicht gerade grün. Theoretisch ist es möglich, den Prozess mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) zu ergänzen und so sogenannten "blauen" Wasserstoff zu erzeugen. Die Einführung von CCS stößt jedoch auf eine Reihe von Problemen, undblauer Wasserstoff würde doppelt so viel kosten wiegrauer Wasserstoff, obwohl ein höherer Kohlenstoffpreis diesen Unterschied verringern könnte.

Die grüne Alternative zur Methandampfreformierung ist die Elektrolyse, bei der Wasser mit Hilfe von (großen Mengen) sauberem Strom in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten wird. Einige argumentieren, dass die Aussicht aufStrompreise von unter20 €/MWh für Solarstrom aus Nordafrika und dem Nahen Osten oder 50 €/MWh aus massiven Offshore-Windparks bedeutet, dass die schlechte Effizienz von grünem Wasserstoff kein Thema mehr ist. Lautder Internationalen Agentur für erneuerbare Energien werden die zukünftigen Kosten für grünen Wasserstoff unter denen für blauen Wasserstoff liegen".

Aber grüner Wasserstoff wird nicht nur mit grauem und blauem Wasserstoff konkurrieren müssen. Er wird mit Benzin, Diesel, Schiffsheizöl, Kerosin und natürlich Strom konkurrieren. Überall dort, wo Batterien eine praktische Lösung sind - Autos, Lieferwagen, Stadt-, Regional- und vielleicht Langstrecken-LKWs, Fähren - wird Wasserstoff wegen seiner geringeren Effizienz und den daraus resultierenden viel höheren Kraftstoffkosten einen schweren Stand haben. Wie es der Vorstandsvorsitzende von Volkswagen kürzlich ausdrückte: "Um die gleichen 100 km zu fahren, braucht man dreimal so viele Windkraftanlagen wie bei Elektroautos."

Die Lehre aus einem halben Jahrhundert Wasserstoff-Enthusiasmus ist, dass die Technologie nicht einfach abheben wird. Es reicht nicht aus, Geld in die Forschung und Entwicklung zu stecken. Wir brauchen ein umfassendes und nachhaltiges öffentliches Unterstützungsprogramm, um die Technologie in die Breite zu bringen und die Kosten zu senken. Am wichtigsten ist, dass wir Leitmärkte brauchen.

Unser Vorschlag wäre, sich auf zwei Sektoren zu konzentrieren, in denen es eine klare Rolle für Wasserstoff gibt und in denen regulatorische Maßnahmen bisher fast vollständig fehlen: Luftfahrt und Schifffahrt. Die gesetzten Ziele sollten realistisch und erreichbar sein und sich darauf konzentrieren, einen sicheren Markt für grünen Wasserstoff (oder aus Wasserstoff gewonnene E-Kraftstoffe) mit hohen Nachhaltigkeitsstandards zu schaffen, damit die Industrie die langfristigen Investitionen tätigen kann, die für einen nachhaltigen Ausbau erforderlich sind.

Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, wäre die Einführung eines Standards, der Kraftstofflieferanten dazu verpflichtet, einen geringen Prozentsatz an E-Kraftstoffen in Flugkraftstoff zu mischen; oder die Verpflichtung für Fluggesellschaften, bestimmte Mengen abzunehmen. In der Schifffahrt könnten strenge betriebliche CO2- und emissionsfreie Hafenstandards genutzt werden, um Fracht- und Luxuskreuzfahrtschiffe zu verpflichten, mit grünem Wasserstoff oder Ammoniak zu fahren. Häfen werden in jeder erfolgreichen Wasserstoffstrategie eine wichtige Rolle spielen, da hier der Wasserstoff wahrscheinlich an Land kommen würde. Daher wäre es auch sinnvoll, eine Wasserstoffbetankungsinfrastruktur für LKWs in großen Hafengebieten aufzubauen.

Der Vorteil dieses Ansatzes ist, dass er massive Ausgaben für die Aufrüstung des Gasnetzes oder den Aufbau eines Wasserstofftankstellennetzes in ganz Europa vermeiden würde. Und es würde die Wasserstoffanstrengungen dort konzentrieren, wo es keine besseren Alternativen gibt. Es würde uns vielleicht keine Standing Ovations von Enthusiasten der Wasserstoffwirtschaft einbringen, aber es wäre eine effektive, verantwortungsvolle und nachhaltige Strategie.

 

Autor: William Todts, Geschäftsführer bei Transport&Environment


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