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07.08.2020
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Was die Wasserstoff-Strategie der Bundesregierung zur Energiewende beitragen kann

Prof. Dr.-Ing. Olivier Guillon - Direktor, Institut für Energie und Klimaforschung, Forschungszentrum Jülich GmbH

Prof. Dr.-Ing. Olivier Guillon - Direktor, Institut für Energie und Klimaforschung, Forschungszentrum Jülich GmbH [Quelle: Forschungszentrum Jülich / Sascha Kreklau]


Für Prof. Dr.-Ing. Olivier Guillon, Direktor Institut für Energie und Klimaforschung am Forschungszentrum, ist die Wasserstoff-Strategie der Bundesregierung "ein sehr wichtiger Schritt für das große Transformationsprojekt „Energiewende“". Wasserstoff als chemischer Energieträger ermögliche eine wesentlich stärkere Kopplung der Sektoren Strom und Wärme, Industrie und Mobilität sowie eine saisonale Energiespeicherung. Für eine optimale Umsetzung sieht der Forscher einige Voraussetzungen.


Mit Förder-Milliarden soll Deutschland zur führenden Wasserstoffnation werden. Inwieweit ist das mit der nationalen Wasserstoff-Strategie der Bundesregierung erreichbar?
Die neue Wasserstoff-Strategie der Bundesregierung stellt einen klaren Handlungsrahmen mit Zielen und Aktionsplan dar. Begleitet durch 38 konkrete Maßnahmen soll ein Ökosystem entlang der gesamten Wasserstoff-Wertschöpfungskette entstehen, von der Produktion, der Speicherung und dem Transport bis zur Nutzung und Integration ins Gesamtsystem. Es ist ein sehr wichtiger Schritt für das große Transformationsprojekt „Energiewende“. Wasserstoff als chemischer Energieträger ermöglicht eine wesentlich stärkere Kopplung der Sektoren Strom und Wärme, Industrie und Mobilität sowie eine saisonale Energiespeicherung. Wasserstoff kann komprimiert, verflüssigt, oder gemischt werden und nach entsprechender chemischer Reaktionen Bestandteil komplexerer Moleküle (wie Liquid Organic Hydrogen Carriers, Ammoniak, synthetische Kraftstoffe) sein. Aber Wasserstoff muss wettbewerbsfähig werden. Es geht unter anderem um Skalierungseffekte – wie bei anderen Technologien: je mehr produziert wird, desto billiger wird es. Interessant ist, dass die Wasserstoffstrategie ein dynamischer Prozess ist und stetig neue Entwicklungen integrieren soll.

Insbesondere im Verkehrssektor könnte Wasserstoff eine wichtige Rolle spielen - in welchem Verhältnis stehen Wasserstoff-Technologien in diesem Bereich zur batteriebasierten Elektromobilität?
Abhängig von der Nutzlast, der Dauer des Einsatzes und der täglichen Reichweite des Fahrzeugs sind entweder Batterien oder Brennstoffzellen interessant. Für beiden Typen wird ein elektrischer Motor für den Antrieb eingesetzt. Als Faustregel gilt, je schwerer eine Last ist und je weiter sie transportiert werden soll desto höher fällt der Vorteil für die Wasserstoff-getriebenen Elektromobilen aus. Deshalb werden Brennstoffzellen-Busse und Güterwagen, LKWs aber auch Schiffe sowie Züge entwickelt. Häfen könnten zu Wasserstoff-Hubs der Zukunft werden. Der Anteil der elektrifizierten Strecken im staatlichen Eisenbahnnetz beträgt lediglich 60% (mit einem Ziel von 70% bis 2025). Statt Diesel-Loks oder Installation neuer Oberleitungen könnten Wasserstoffzüge ohne große Infrastrukturanpassungen klimaneutral fahren. Wasserstofftechnologien müssen jetzt auf größeren Skalen getestet und implementiert werden. Und ohne grünen Wasserstoff keine nachhaltige Wasserstoffwirtschaft!

Bei der Erzeugung von Wasserstoff können auch fossile Rohstoffe zum Einsatz kommen - wie "sauber" ist Wasserstoff-Energie angesichts dessen?
Aktuell wird „grauer“ Wasserstoff zum Großteil aus der Reformierung von Erdgas (Methan) mit erheblichen CO2-Emissionen gewonnen. Natürlich ist das nicht haltbar! Die deutlich größeren Mengen an Wasserstoff sollen zukünftig anders produziert werden. Beim „blauen“ Wasserstoff wird das emittierte CO2 eingefangen und gespeichert; beim „türkisen“ Wasserstoff bleibt der Kohlenstoff als Feststoff übrig. Es kann mittelfristig und für kleinen Mengen als Zwischenlösung benutzt werden. Aber langfristig macht nur der CO2-emissionsfreier „grüner“ Wasserstoff Sinn. Es gibt elektrochemische, solarthermische, photochemische, biokatalytische Routen, um diesen Wasserstoff zu erzeugen, auf denen intensiv geforscht wird. Die am weitesten entwickelten Wasserelektrolyse-Technologien ermöglichen, durch den Einsatz von elektrischem Strom aus erneuerbaren Quellen, Wasserstoff aus reinem Wasser zu erzeugen.

Die Strategie setzt auch auf den Import von Wasserstoff, etwa aus afrikanischen Ländern. Wie bewerten Sie das?
Bis zu einem gewissen Punkt – zukünftig etwa die Hälfte laut aktueller Prognose – kann Wasserstoff lokal hergestellt werden. Wasserstoff kann mithilfe von Windkraft auch in Nordeuropa oder mit Solaranlagen im Süden von Spanien über die Ukraine bis Nordafrika produziert werden. Von dort wird der Wasserstoff entweder in existierenden Pipelines oder per Schiffe transportiert. Es ist also eine internationale Angelegenheit – ebenso wie Öl und andere Stoffe wird Wasserstoff international gehandelt.