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Wasserstoff vom Hype zur Hoffnung machen

06. Mai 2022
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 erhob sich zu einem seltenen stehenden Applaus für einen Klimakommissar. Wasserstoff ist in aller Munde, und es wird allgemein erwartet, dass die Kommission ihm in ihrer grünen Industriestrategie eine hohe Priorität einräumt. 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 BuchThe Hydrogen Economy (Die Wasserstoffwirtschaft) ist ein Beispiel für die enthusiastische Begeisterung der 2000er Jahre. Angestachelt durch die Befürchtung, dass das Öl zur Neige geht, rief der damalige amerikanische Präsident George W. Bush dieInitiative "Freedom Fuel" ins Leben, um Wasserstoff zu fördern und die USA energieunabhängig zu machen. Die Autohersteller schlossen sich dem Wettlauf an: Toyota, Daimler und andere versprachen, Modelle zu bauen, die Wasserstoffautos für den Massenmarkt populär machen würden.

Doch ein Jahrzehnt später hat sich Wasserstoff noch nicht durchgesetzt. Es gibt nur wenige Wasserstoff-Brennstoffzellenautos, und die meisten von ihnen sind Vorführfahrzeuge. Es gibt auch so gut wie keine Wasserstoff-Lkw, obwohlHyundai 1.000 Brennstoffzellen-Elektro-Lkw für den Schweizer Markt bereitstellen wird. In der Zwischenzeit wird der erste Lkw vonNikola- die Hoffnung der Wasserstoff-Lkw-Enthusiasten - offenbar ein batteriebetriebener 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 Analyse von T&E ist Wasserstoff derzeit der einzige Energieträger, der eine emissionsfreieSchifffahrt undLuftfahrt ermöglichen würde, entweder als Endkraftstoff oder als Basis für einen flüssigen Kraftstoff. Es ist auch noch zu früh, ihn als Option für den Fernverkehr abzuschreiben, aber hier wird Wasserstoff mit effizienteren Optionen wie Oberleitung oder Batterieelektrik konkurrieren müssen.

Es besteht jedoch ein großer 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, dann aber sehr bald wettbewerbsfähig werden. Könnte etwas Ähnliches auch für Wasserstoff gelten? Und was muss geschehen, damit dies geschieht?

Es gibt zwei Hauptmethoden zur Herstellung von Wasserstoff. Die erste und am weitesten verbreitete Methode - auf die95 % der derzeitigen Wasserstoffproduktion entfallen - ist die Methandampfreformierung auf der Grundlage von fossilem Gas. Gasbasierter oder "grauer" Wasserstoff ist nicht gerade grün. Theoretisch ist es möglich, das Verfahren mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) zu ergänzen und so so genannten "blauen" Wasserstoff zu erzeugen. Die Einführung vonCCS stößt jedoch auf eine Reihe vonProblemen, und blauer Wasserstoff würdedoppelt so viel kosten wie grauer 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) sauberer Elektrizität in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten wird. Einige argumentieren, dass die Aussicht aufStrompreise von unter 20 €/MWh für Solarstrom aus Nordafrika und dem Nahen Osten oder 50 €/MWh aus massiven Offshore-Windparks bedeutet, dass die geringe Effizienz von grünem Wasserstoff kein Thema mehr ist. Der Internationalen Agentur für erneuerbare Energienzufolge werden die Kosten für grünen Wasserstoff in Zukunft unter denen für blauen Wasserstoff liegen".

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

Die Lektion aus einem halben Jahrhundert Wasserstoff-Enthusiasmus ist, dass sich die Technologie nicht einfach durchsetzen wird. Es reicht nicht aus, Geld in die Forschung und Entwicklung zu stecken. Wir brauchen ein umfassendes und nachhaltiges öffentliches Förderprogramm, um die Technologie in großem Maßstab einzuführen und die Kosten zu senken. Vor allem aber brauchen wir Leitmärkte.

Wir schlagen vor, sich auf zwei Sektoren zu konzentrieren, in denen Wasserstoff eine klare Rolle spielt und in denen bisher fast keine Regulierungsmaßnahmen ergriffen wurden: Luftfahrt und Schifffahrt. Die gesetzten Ziele sollten realistisch und erreichbar sein und sich auf die Schaffung eines sicheren Marktes für grünen Wasserstoff (oder aus Wasserstoff gewonnene E-Kraftstoffe) mit hohen Nachhaltigkeitsstandards konzentrieren, damit die Industrie die langfristigen Investitionen tätigen kann, die für eine nachhaltige Ausweitung erforderlich sind.

Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, wäre die Einführung einer Norm, die die Kraftstofflieferanten verpflichtet, dem Flugkraftstoff einen geringen Prozentsatz an E-Kraftstoffen beizumischen, oder die Verpflichtung der Fluggesellschaften, bestimmte Mengen abzunehmen. In der Schifffahrt könnten strenge betriebliche CO2- und Nullemissionsstandards für Häfen dazu führen, dass Fracht- und Luxuskreuzfahrtschiffe mit grünem Wasserstoff oder Ammoniak betrieben werden müssen. Die Häfen werden bei einer erfolgreichen Wasserstoffstrategie eine wichtige Rolle spielen, da der Wasserstoff hier wahrscheinlich an Land gelangt. Daher wäre es auch sinnvoll, eine Wasserstoffbetankungsinfrastruktur für Lkw in großen Hafengebieten aufzubauen.

Der Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass massive Ausgaben für den Ausbau des Gasnetzes oder für den Aufbau eines europaweiten Netzes von Wasserstofftankstellen im Binnenland vermieden würden. Außerdem würden sich die Bemühungen um Wasserstoff auf Bereiche konzentrieren, in denen es keine besseren Alternativen gibt. Es wird uns vielleicht keine Standing Ovations von Enthusiasten der Wasserstoffwirtschaft einbringen, aber es wäre eine effektive, verantwortungsvolle und nachhaltige Strategie.

 

Autor: William Todts, Geschäftsführender Direktor bei Transport&Environment


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