Hoffnungsträger Wasserstoff

Wasserstoff wird aktuell sehr gehypt. Im DUP INNOVATION TALK erklärt Katherina Reiche, warum die Technologie „die industriepolitische Antwort auf die Klimawende“ ist.

Inhalte
Deep Dive

Was ist Wasserstoff?

Katherina Reiche steigt in das Toyota Mirai Wasserstoff-Taxi

Katherina Reiche führte von 2015 bis 2019 als Hauptgeschäftsführerin den Verband kommunaler Unternehmen (VKU), einer der größten Wirtschaftsverbände in Deutschland

Wasserstoff ist ein echtes Multitalent: Er betreibt Fahrzeuge, produziert Energie und Strom oder dient der industriellen Rohstoffgewinnung. Da das Molekül auf der Erde aber nicht in seiner Reinform vorkommt, muss es erst durch chemische Verfahren aufbereitet werden.

Das vielversprechendste dieser Verfahren ist die klimaneutrale Elektrolyse, bei der unter Einsatz von Ökostrom Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten wird. Daher auch der Name „grüner Wasserstoff“, denn es entsteht bei diesem Prozess kein CO2.

Wasserstoff: Hoher Energiegehalt bei null Emissionen

Im Gegensatz zur Batterie taugt Wasserstoff auch als langfristiger Speicher und könnte so Energie aus erneuerbaren Quellen dauerhaft nutzbar und transportfähig machen. Zudem hat er mit 33,33 kWh/kg (Kilowattstunden pro Kilogramm) den höchsten Energiegehalt aller bisher bekannten Kraftstoffe und verbrennt vollkommen emissionsfrei.

Zum Vergleich: Der Energiegehalt von Methan liegt bei 13,9 kWh/kg, bei Benzin und Diesel sind es rund zwölf kWh/kg und bei Rohöl sogar nur 11,6 kWh/kg.

 

 

Interview

Hoffnungsträger Wasserstoff

Katherina Reiche

ist führende Expertin für Wasserstoff und Schlüsselfigur in der deutschen Wasserstoffstrategie. Sie war 17 Jahre CDU-Bundestagsabgeordnete und sieben Jahre Parlamentarische Staatssekretärin im Umwelt- und im Verkehrsministerium. Seit Januar 2020 ist die Diplom-Chemikerin Vorstandsvorsitzende der E.on-Tocher Westenergie AG und hat seit Juni 2020 zudem den ehrenamtlichen Vorsitz im Nationalen Wasserstoffrat. Das Hochkarat-Gremium mit 25 Personen aus Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft berät politische Entscheidungsträger zum Ökosystem Wasserstoffwirtschaft.

Wasserstoff war lange ein Nischenthema, mit dem sich allenfalls Visionäre beschäftigt haben. Doch seit die Preise für Erdgas alle Grenzen sprengen, hat das Thema eine ganz neue Dringlichkeit bekommen. Nun ist er ins Zentrum der Debatte gerückt – als wichtiger Baustein für die Energiewende, für die Industrie und für nachhaltige Verkehrsentwicklung.

„Wir sehen weltweit große Investitionen, sowohl in die Erzeugung von Wasserstoff als auch in Abnehmermärkte. Deshalb ist jetzt Eile geboten, eine Wasserstoffwirtschaft auch hierzulande aufzubauen“, sagt Katherina Reiche. Sie ist überzeugt, dass die Entwicklung einer Wasserstoffwirtschaft nun Fahrt aufnehmen wird.


Alle reden über Wasserstoff, gerade jetzt und in Bezug auf die Energieversorgung. Er gilt aber auch als unverzichtbar zum Erreichen der Klimaschutzziele. Die Verfahren, um ihn als Energieträger nutzbar zu machen, sind schon lange bekannt. Neu sind die Dimensionen, in denen Wasserstoff nun angewandt werden soll. Warum hat das so lange gedauert?
KRDass Wasserstoff erst jetzt großflächig eingesetzt wird, liegt erstens am Pariser Klimaschutzabkommen. Es verpflichtet die Weltgemeinschaft, bis zum Jahr 2050 die Emissionen auf Netto-Null zu reduzieren. Die Bundesregierung hat sich sogar verpflichtet, bis 2045 klimaneutral zu wirtschaften. Zweitens funktioniert der europäische Emissionshandel: Unternehmen, die viel CO2 ausstoßen, müssen für Emissionszertifikate auch viel Geld bezahlen. Somit haben Unternehmen, die CO2-arm produzieren, einen Wettbewerbsvorteil. Und drittens steht seit dem verbrecherischen Krieg Russlands gegen die Ukraine die Energiesicherheit in Deutschland völlig neu auf der Tagesordnung. Unternehmen müssen sich nun fragen, wie sie ihre wirtschaftlichen Prozesse defossilisieren können und mit welchen Alternativen zu Gas sich die industriellen Prozesse am Laufen halten lassen. Wir sehen weltweit große Investitionen, sowohl in die Erzeugung von Wasserstoff als auch in Abnehmermärkte. Deshalb ist jetzt Eile geboten, eine Wasserstoffwirtschaft auch hierzulande aufzubauen.
Eine ganz praktische Frage: Wofür brauchen wir Wasserstoff? Beziehungsweise, wo ist der Einsatz tatsächlich sinnvoll? Für die Mobilität? Für der Industrie?
KRIm Verkehrssektor in Autos und definitiv in LKWs. Wenn ich schwere Frachten über weite Strecken transportiere, dann geht das schlecht mit einer Batterie, die ständig aufgeladen werden muss. Ich brauche also einen Stoff, der energiereich ist und sich gut verbrennen lässt. Und im Falle von Wasserstoff entsteht bei der Verbrennung auch nur Wasser. Aber auch für den Bahnverkehr oder die Schifffahrt kann er als nachhaltiger Energieträger sinnvoll genutzt werden. Im Industriesektor ist wiederum die Produktion von Stahl interessant. Thyssenkrupp beispielsweise stellt seine Stahlproduktion sukzessive auf Wasserstoff um. Auch für die Glas-, Papier- oder Lebensmittelproduktion kann Wasserstoff in Zukunft eine nachhaltige Alternative sein. Die gute Nachricht: Viele deutsche Unternehmen sind führend in der Entwicklung solcher Technologien und haben auch schon Produkte am Markt. Die schlechte Nachricht: Erst diesen August hat der amerikanische Kongress mit dem Inflation Reduction Act eine weitreichende Regelung verabschiedet, grünen Wasserstoff und erneuerbare Energien zu fördern. Europa muss nun aufpassen, nicht nur zum Importland zu werden und wie bei der Digitalisierung erneut den Anschluss zu verlieren.
Welche Hürde auf dem Weg zur Klimaneutralität ist die höchste?
KREs gibt bislang keine funktionierende, weltweit organisierte Wasserstoffwirtschaft. Wir sehen zwar erste große Projekte, aber es gibt noch einige offene Fragen: Wie transportieren wir per Schiff Wasserstoff über die Weltmeere? Oder wie produzieren wir Wasserstoff lokal? Denn Wasserstoff lässt sich zum Beispiel auch nutzen, um Kraftwerke zu betreiben. Aufgabe der Politik muss es jetzt sein, eine Vielzahl von Regelungen gleichzeitig einzuführen, um erfolgreich den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft zu managen.
Das Potenzial ist also da. Aber könnten wir überhaupt so viel Wasserstoff produzieren, um mittelfristig auf fossile Energieträger zu verzichten?
KRNein, das kann man nicht. Deutschland importierte in den letzten Jahrzehnten 70 Prozent seiner Primärenergie. Für Wasserstoff wird der Importbedarf sogar auf über 80 Prozent ansteigen. Im Nationalen Wasserstoffrat haben wir errechnet, dass zwischen 600 und 800 Terawattstunden im Jahr 2050 an Wasserstoff benötigt werden. Zum Vergleich: Zurzeit produziert Deutschland etwa 37 Terawattstunden Wasserstoff. Unser Potenzial an erneuerbaren Energien ist durch natürliche Flächenressourcen, Technologie und auch geografische Begebenheiten klar begrenzt. Wir werden also importieren müssen.
Wie sieht es international aus: Kann Deutschland im weltweiten Wettrennen um Wasserstoff mithalten?
KRDurchaus. Einige technologische Lösungen kommen aus Deutschland und viele erfolgreiche deutsche Unternehmen bauen hocheffiziente Elektrolyse-Anlagen. Auch die Automobilindustrie weiß, wie man eine gute Brennstoffzelle baut. Wir sollten also in zwei Richtungen denken: Zum einen als Industrienation unsere Güter exportieren, und zum anderen die Möglichkeiten ausschöpfen, die wir haben. Es gibt zum Beispiel Phasen, in denen im Norden Deutschlands mehr Wind-Energie produziert als verbraucht wird. Momentan werden jährlich Milliarden dafür ausgegeben, diese Windkraftanlagen in einem solchen Fall abzuregeln – das nennt sich „Redispatch“. Da wäre es eine schlaue Idee, daraus per Elektrolyse Wasserstoff zu produzieren und den Strom speicherfähig zu machen. Deutschland könnte dabei die vorhandene Infrastruktur nutzen. Denn 550.000 Kilometer Gasnetz sind ein riesiger Speicher, in dem tausendmal mehr Energie gespeichert werden kann als im Stromnetz. Langfristig müssen wir also mit einer Mischstrategie fahren, die sich aus dem Export von Technologien ins Ausland, einheimischer Produktion und dem Import von Wasserstoff zusammensetzt.
Wie steht der Nationale Wasserstoffrat zum Einsatz von Wasserstoff in Fahrzeugen?
KRWasserstoff spielt eine Schlüsselrolle auf dem Weg zur Klimaneutralität – auch in der Mobilität. Wir werden im Verkehr langfristig unterschiedliche Antriebsformen und Energieträger Anwendungsfälle haben – E-Mobilität, Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Technik sowie synthetische Kraftstoffe. Die europäische Gesetzgebung hat den Automobilkonzernen sehr harte Emissionsminderungsziele ins Stammbuch geschrieben. Um diese zu erfüllen, ist die effektivste Antwort die Batterie. Die Technik ist verfügbar und bietet aus Unternehmenssicht eine effiziente Form, CO2 einzusparen und dabei trotzdem Modelle auf den Markt zu bekommen. Anders ist es im Langstreckenverkehr. Hier ist Wasserstoff die effizientere Lösung. Denken Sie zum Beispiel an Fahrzeuge zur Müllentsorgung. Müssten diese mit Batterien betrieben werden, hieße das die Hälfte des Platzes für Müll mit Batterien zu belegen. Die Faun-Gruppe im Sauerland zum Beispiel baut heute schon Müllentsorgungs-Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb.
Ist der Nationale Wasserstoffrat im Gespräch mit den Automobilherstellern, diese Technologie auch für die breite Masse zugänglich zu machen?
KRNatürlich. Der Nationale Wasserstoffrat hat sich beispielsweise in einer Stellungnahme erfolgreich dafür ausgesprochen, die Quote für nachhaltige Treibstoffe zugunsten von Wasserstoff deutlich zu erhöhen. Das heißt, wer Batterie- oder wasserstoffbetriebene Fahrzeuge fährt, bekommt dafür eine Gutschrift. Das ist wichtig, um den Anteil von wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen zu steigern. Am Ende wird der Markt entscheiden, ob sich die Batterie oder die Brennstoffzelle durchsetzt – wobei ich nicht glaube, dass es nur eine Lösung geben wird.
Wie sieht es mit Tankstellen für Wasserstoff aus?
KRDie Infrastruktur ist aktuell noch eine Herausforderung. Die Bundesregierung hat jetzt aber mit großem Druck innerhalb Europas eine Richtlinie durchbekommen, die Wasserstofftankstellen stärker fördert. Für dieses wichtige Programm hat das Verkehrsministerium auch eigene Mittel bereitgestellt. Hier waren wir nicht nur in guten Gesprächen, sondern konnten auch durch Zahlen und Studien die Politik bei ihrer Entscheidungsfindung unterstützen.
Zum Abschluss noch eine persönliche Frage: Bei all den verschiedenen Energieträgern – warum Wasserstoff?
KRWasserstoff ist die industriepolitische Antwort auf die Klimawende. Nicht erst dieser Sommer hat gezeigt, in welchen schwierigen Lagen wir in Zukunft sein werden, wenn es um Extremwetterereignisse geht. Dürre, Trockenheit, Überschwemmungen – die Schäden des Klimawandels sind schon deutlich spürbar. Und da muss ein Industrieland wie Deutschland seinen Beitrag leisten. Wasserstoff bietet die Möglichkeit, Industrienation zu bleiben und dennoch die Klimaziele zu erreichen. Mich fasziniert, dass man damit einen Transformationsprozess gestalten kann, den es vorher so noch nicht gab, und dass wir dem Strukturwandel, der immer mit Verlustängsten zu tun hat, einen klaren und positiven Weg aufzeigen können. Und das Molekül selbst ist natürlich auch faszinierend – die Nummer Eins im Periodensystem und ein echter Alleskönner!
DUP INNOVATION TALK

Videocast im Toyota Mirai

Das Video-Interview mit Katherina Reiche ist die erste Folge des DUP INNOVATION TALK. In der Videocast-Reihe von DUP UNTERNEHMER stehen die Megatrends unserer Zeit im Fokus. Renommierte Expertinnen und Experten teilen bei einer 20- bis 30-minütigen Fahrt im Toyota Mirai mit Wasserstoffantrieb ihr Wissen und ordnen aktuelle Entwicklungen ein. Alles unter dem Motto: unterhaltsam, informativ, inspirierend, persönlich.

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Videocredit: OK WHY NOT Agency

Bildcredits: OK WHY NOT Agency

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