Umweltrat will den Wasserstoff dunkelgrün

Schon von "grünem Wasserstoff" zu sprechen, nur weil das H2 mit Ökostrom hergestellt wurde – das ist dem Umweltrat der Bundesregierung zu wenig. Die Sachverständigen verlangen in einem heute veröffentlichten Gutachten, die künftige Wasserstoff-Wirtschaft konsequent nachhaltig auszurichten.


Grüne Gasblasen an der Wasseroberfläche.
Nicht nur grün, sondern nachhaltig dunkelgrün sollen Erzeugung und Einsatz von Wasserstoff nach den Vorstellungen des Umweltrates sein. (Foto: Sascha Schmidt/​Shutterstock)

Ein klimapolitisches Allheilmittel ist Wasserstoff nicht. So weit sind sich Regierung, Industrie und Forschung inzwischen einig. Und langfristig soll es dann, bitteschön, auch nur grüner, also allein auf der Basis erneuerbarer Energien gewonnener Wasserstoff sein.

Aber ungelöst und heiß diskutiert ist die Frage, wo Wasserstoff klimapolitisch heilsam eingesetzt werden sollte. Nur in der Industrie, im Schwerlastverkehr, auf Schiffen und zum Fliegen? Oder auch zum Heizen von Gebäuden und im Pkw-Verkehr? Soll er Erdgas beigemischt oder nur in "reiner" Form verwendet werden?

Da geht es um grundsätzliche Weichenstellungen für die Zukunft und schließlich auch um Milliarden-Zuschüsse der öffentlichen Hand. Derzeit kursiert schon eine Summe von 60 Milliarden Euro, die eine wasserstoffgestützte Transformation kosten könnte.

In die Debatte schaltet sich jetzt der Sachverständigenrat für Umweltfragen (SRU) ein. Das siebenköpfige Gremium berät die Bundesregierung wissenschaftlich. Ein über 150 Seiten starkes Gutachten übergibt der Umweltrat heute an die Umweltministerin.

Darin spricht sich der SRU eindeutig für grünen Wasserstoff aus, also für solches H2, das per Elektrolyse mit Ökostrom hergestellt wird.

Die Vorgabe, Wasserstoff auf erneuerbarer Basis herzustellen, ist dem Rat aber zu wenig. Das Gremium nahm auch die weiteren Folgewirkungen für die Umwelt in den Blick, die durch massenhafte Produktion grünen Wasserstoffs auftreten können, wie die Vizevorsitzende des Umweltrates Claudia Kemfert betont.

Der Ökostrom muss "zusätzlich" erzeugt werden

Zunächst ist da der Bedarf an erneuerbarer Energie. Die derzeitigen Pläne der Bundesregierung gehen laut Gutachten davon aus, dass später für die Erzeugung inländischen grünen Wasserstoffs etwa elf Prozent des Wind- und Sonnenstroms benötigt werden, wie er 2020 hierzulande erzeugt wurde.

Von dem Strom wird dann aber schon jede Kilowattstunde gebraucht, um vor allem fossilen und nuklearen Strom zu ersetzen. Deswegen muss der Ökostrom für Wasserstoff auf jeden Fall aus "zusätzlichen erneuerbaren Energien" gewonnen werden, sagt Claudia Kemfert. Das erfordere wiederum eine zusätzliche Inanspruchnahme von Flächen und auch von Rohstoffen wie Wasser.

Dabei schränke in Deutschland die verfügbare Fläche schon heute den Ausbau der Erneuerbaren ein, heißt es im Gutachten. Dies dürfte das Potenzial für grünen Wasserstoff "im Inland, ebenso wie in anderen dicht besiedelten Ländern, stark begrenzen". Zugleich sei zu berücksichtigen, dass die Ausbaumengen für Erneuerbare ohnehin zu erhöhen sind, um die Klimaziele zu erreichen.

H2-Strombedarf kann Nutzungskonflikte verschärfen

Der Strombedarf für eine groß aufgezogene Wasserstoff- und, darauf aufbauend, Power-to-Gas-Produktion könne "Konflikte rund um die Erzeugung erneuerbarer Energien weiter verschärfen", schlussfolgert das Gutachten. Dies seien Konflikte mit dem Naturschutz wie auch bei der Wassernutzung. Das gelte nicht nur für Deutschland und Europa, sagt Kemfert, sondern auch international.

"Grüner" Wasserstoff ist für den SRU also nicht automatisch grün. An den Energieträger müssten "klare Nachhaltigkeitskriterien" angelegt werden, fordert Kemfert. Und diese sollten auch möglichst "zeitnah" – also so schnell wie möglich – definiert und international verbindlich festgeschrieben werden. Ob die Kriterien eingehalten werden, könnte im Rahmen von Zertifizierungssystemen überprüft werden, schlägt die Energieökonomin vor.

Um den höheren Standard klar zu kommunizieren, erweitert der Umweltrat die Farbpalette des Wasserstoffs um eine Farbnuance – und zwar "dunkelgrün". Das ist grüner Wasserstoff, der "unter Einbeziehung von Umweltkriterien und Sozialstandards" hergestellt und "effizient im Gesamtsystem" genutzt wird, fasst das Gutachten zusammen.

Dunkelgrüner Wasserstoff dürfte allein schon aufgrund der Nachhaltigkeitskriterien kein Energieträger sein, der in beliebiger Menge billig herzustellen ist. Hinzu kommen noch die hohen Umwandlungsverluste bei der Wasserstoff-Herstellung und beim Einsatz.

Wasserstoff nur dort, wo Elektrifizierung nicht möglich ist

All das sorgt dafür, das "grüner und nachhaltiger Wasserstoff knapp und wertvoll" bleiben wird, betont SRU-Vize Kemfert. Wo immer möglich, müsse deswegen auf dem Wege direkter Elektrifizierung dekarbonisiert werden. Das sei verglichen mit dem Wasserstoff-Einsatz erheblich günstiger.

Aus Sicht des Umweltrates sollten der dunkelgrüne Wasserstoff und seine Folgeprodukte wie Ammoniak und E-Fuels zielgerichtet eingesetzt werden. Kemfert: "Unser klares Plädoyer ist, das knappe Gut Wasserstoff nur dort einzusetzen, wo es keine direkte elektrische oder anderweitig effiziente Alternative gibt."

Das sei vor allem bei der Stahlherstellung und in der chemischen Industrie der Fall, außerdem im internationalen Flug- und Schiffsverkehr. "Auch zur saisonalen Speicherung im Stromsystem ist Wasserstoff sinnvoll", erklärt Kemfert. Doch Szenarien, die von einem insgesamt hohen Wasserstoffbedarf ausgehen, hält die Ökonomin weder für effizient noch für nachhaltig.

Die gerade von der Gaswirtschaft propagierte Idee, die Beimischung von Wasserstoff ins Erdgasnetz zuzulassen, geht für Kemfert ebenfalls am Ziel vorbei und funktioniert auch nicht als Übergangslösung. Damit werde der Einsatz effizienterer Technologien eher verhindert. Zudem sei der Umbau von Erdgaspipelines für Wasserstoff mit hohen technologischen Herausforderungen verbunden und nicht unbedingt billiger als der Bau reiner Wasserstoffpipelines.

Nötige Importe eher in Form von E-Fuels

Selbst wenn der dunkelgrüne Wasserstoff nur dort effizient eingesetzt wird, wo er technisch unverzichtbar ist, erreicht der deutsche Bedarf allerdings Größenordnungen, die sich nicht aus inländischer Erzeugung decken lassen. Einen Import grünen Wasserstoffs hält auch der SRU für notwendig.

Dieser Wasserstoff wird, so wie die Dinge derzeit liegen, wohl größtenteils per Leitung nach Deutschland kommen. "Aktuell wird davon ausgegangen, dass Pipelines für Transportentfernungen unter 2.000 bis 4.000 Kilometer die wirtschaftlichste Lösung sind", meint SRU-Experte Alexander Franke.

Verglichen mit dem transkontinentalen Import wird der heimische grüne Wasserstoff "langfristig die kostengünstigere Lösung sein", ist sich Franke sicher.

Bei Folgeprodukten wie E-Fuels oder Ammoniak könne das anders aussehen, so der Experte. Dort lasse sich auch die bestehende globale Infrastruktur – zum Beispiel die für Erdöl – weiter nutzen. "Bei Folgeprodukten wird dann also eher auf solche Importe zurückgegriffen werden", prognostiziert Franke.

Vielleicht ist das ein realistisches Szenario: Der Wasserstoff kommt aus heimischer Erzeugung oder europäischen Quellen, einfacher zu transportierende Wasserstoffprodukte wie E-Fuels und Ammoniak per Schiff von anderen Kontinenten.

Wie dunkelgrün all das dann stattfinden kann – darüber wird es mit Sicherheit noch jede Menge heilsamen Streit geben.

Redaktioneller Hinweis: Claudia Kemfert gehört dem Herausgeberrat von Klimareporter° an.

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