Wasserstoff – grünes Gold der Zukunft?

Kaum etwas elektrisiert die Energiewirtschaft derzeit so wie Wasserstoff. Für eine erfolgreiche Klimaschutzstrategie ist er unverzichtbar, doch es braucht eine nüchterne Einordnung und keinen neuen H2-Hype, heißt es in der neuen Ausgabe des Newsletters "Lichtblick Aktuell".


Weiße Container und Tanks mit der Aufschrift
Die konventionelle Energiebranche setzt auf eine wenig nachhaltige Form der Wasserstoffwirtschaft. (Foto: Petr Malinak/​Shutterstock)

"Über den bevorstehenden Siegeszug von Wasserstoff und Brennstoffzelle herrscht ein breiter Konsens". Das schrieb Die Zeit im Jahr 2000, also vor 20 Jahren. Wasserstoff werde "schon in wenigen Jahren die Vormachtstellung von Benzin und Diesel 'aushebeln'".

Diese Stimmung erlebt gerade eine Renaissance. Kaum etwas elektrisiert die Energiewirtschaft derzeit so wie Wasserstoff.

Doch Euphorie allein hilft noch nicht viel. Denn der vor 20 Jahren postulierte Siegeszug blieb aus. Erzeugung und Verbrauch von Wasserstoff in Deutschland kamen keinen Deut voran. Lediglich an 87 von 14.478 Tankstellen kann man heute Wasserstoff tanken.

In der gleichen Zeit hat sich die Ökostromerzeugung versechsfacht, wuchs die Zahl an Elektromobilen um das Hundertfache, stieg der Anteil an Stromheizungen auf immerhin fünf Prozent.

Hat Wasserstoff trotz dieser ernüchternden Bilanz eine zweite oder auch dritte Chance verdient? Wasserstoff kann in der Industrie fossile Brenn- und Grundstoffe ersetzen und ist im Energiesektor auch als Speichermedium vielfältig einsetzbar.

Für eine erfolgreiche Klimaschutzstrategie ist ein solcher Stoff unverzichtbar. Doch es braucht eine nüchterne Einordnung und keine Wiederholung des Hypes von vor 20 Jahren.

Nur so sauber wie die Erzeugung

Für Wasserstoff (H2) gibt es eine eigene Farbenlehre. Basiert seine Herstellung auf fossilen Brennstoffen wie Erdgas oder auf konventionellem Strom, bezeichnet man ihn als "grauen Wasserstoff". Das ist das preiswerteste und geläufigste Verfahren zur Wasserstofferzeugung.

Wird das bei der Wasserstofferzeugung freigesetzte CO2 unter Einsatz der CCS-Technologie abgespalten und unterirdisch eingelagert, so spricht man von "blauem Wasserstoff".

Balkengrafik: Die CO₂-Bilanz von grünem Wasserstoff ist um ein Mehrfaches besser als die von blauem Wasserstoff, und diese ist um ein Mehrfaches besser als die von grauem Wasserstoff.
CO2-Emissionen von grauem, blauem und grünem Wasserstoff im Vergleich. (Grafik: Lichtblick; Daten: Greenpeace Energy)

"Grüner Wasserstoff" wird dagegen über Elektrolyse aus Wasser und Ökostrom erzeugt.

Je nach Ursprung des Wasserstoffs variiert dessen Klimabilanz erheblich (siehe Grafik).

Die Umwandlungskette vom Rohstoff bis zur Nutzung ist bei Wasserstoff aus Elektrolyse durch hohe Energieverluste gekennzeichnet. Erfolgt seine Herstellung mit Ökostrom ("grüner Wasserstoff"), gehen knapp 30 Prozent der eingesetzten Energie verloren. Stammt der Strom zudem aus fossilen Kraftwerken, liegen die Verluste wegen der geringen Effizienz der Kraftwerke noch höher.

Weitere Energie verliert sich bei der Nutzung. So werden in einem Brennstoffzellen-Fahrzeug unterm Strich bestenfalls gut 35 Prozent der eingesetzten Energie tatsächlich genutzt.

Ökostrom ist ein knappes Gut – Importe sollen es richten

Um den aktuellen Stromverbrauch vollständig mit Ökostrom zu decken, müsste sich die Windkapazität an Land gegenüber heute annähernd verdoppeln, die Solarleistung verdreifachen und die Offshore-Windkraft vervierfachen.

Der Bedarf erhöht sich noch, je besser die Elektrifizierung des Verkehrs- und Wärmesektors gelingt. Ökostrom ist und wird ein knappes Gut.

Käme dazu noch der Aufbau einer grünen Wasserstoffwirtschaft, würde dies den Strombedarf weiter nach oben treiben, Schätzungen gehen von jährlich 260 bis 350 Milliarden Kilowattstunden aus, das ist mehr als die Hälfte des heutigen Gesamtstromverbrauchs.

Importe aus dem Sonnengürtel der Erde könnten das Angebot an grünem Wasserstoff wesentlich vergrößern. Doch bislang fehlt es weltweit an nennenswerten Kapazitäten.

Es findet sich nur "grauer", absehbar auch "blauer Wasserstoff". Startet man damit ins Wasserstoffzeitalter, werden jedoch neue fossile Kapazitäten angereizt und der Klimaschutz bleibt auf der Strecke.

Außerdem müsste für Wasserstoff eine neue, viele Milliarden Euro teure Infrastruktur aufgebaut werden. Die Gas-Pipelines sind für den Wasserstofftransport technisch nicht geeignet.

Wasserstoff darf kein Etikettenschwindel sein

Daraus ergibt sich:

  • Wasserstoff bietet gerade in den Wirtschaftsbereichen, in denen es an klimaverträglichen Alternativen mangelt, die Chance auf eine klimaneutrale Zukunft, zum Beispiel in der Stahlbranche, dem Flugverkehr oder der Containerschifffahrt.
  • Balkengrafik: Die Herstellungskosten von grünem Wasserstoff liegen mehrfach über denen von blauem und grauem Wasserstoff.
    Derzeitige Bereitstellungskosten von grauem, blauem und grünem Wasserstoff. (Grafik: Lichtblick; Daten: Greenpeace Energy)
    Nur grüner Wasserstoff ist klimaneutral und somit eine sinnvolle Option. Um den Förderbedarf zu senken und den Markteinstieg zu erleichtern (siehe Grafik), ist eine angemessene sektorübergreifende CO2-Bepreisung erforderlich.
  • Wasserstoff muss sich in der Praxis im Wettbewerb gegen andere klimaverträgliche Alternativen behaupten. Wo die direkte Stromnutzung aus Kosten- und Effizienzgründen besser abschneidet, sollte sie den Vorzug erhalten.
  • Der Einstieg in die Wasserstoffwelt muss an einen schnellen Ausbau erneuerbarer Energien, den Ausstieg aus fossilem Erdgas und mehr Energieeffizienz gebunden werden.
  • Importe können das Angebot an grünem Wasserstoff künftig deutlich erhöhen. Dafür müssen aber Nachhaltigkeitskriterien entwickelt und weltweit eingehalten werden. Sonst droht Etikettenschwindel bei der Klimabilanz.

Dieser Beitrag wurde nicht von der Redaktion erstellt. Er ist in Kooperation mit der Lichtblick SE in der Rubrik Advertorials erschienen.

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