Wasserstoff für Transport und Wärme ist der falsche Weg

Der falsche Hoffnungstr?ger

Wasserstoff ist wie Elektrizit?t ein Energietr?ger, keine Energiequelle. Man kann ihn auf drei Arten herstellen. Grauer Wasserstoff, der derzeit fast den gesamten Verbrauch ausmacht, wird aus Methan gewonnen, was erhebliche CO₂- und unkontrollierte Methanemissionen verursacht. Blauer Wasserstoff ist wie grauer Wasserstoff, bei dem CO₂ abgeschieden und gespeichert wird ¨C doch aufgrund der Methanverluste (Methanschlupf) und der Prozessineffizienz emittiert blauer Wasserstoff immer noch mehr Treibhausgase als das Erd?l oder Erdgas, welches er ersetzen soll.¹

Gr¨¹ner Wasserstoff wird aus Wasser mittels Elektrolyse und erneuerbarem Strom produziert. Er verursacht keine direkten Emissionen und ist die einzige klimafreundliche Option. Das Problem mit gr¨¹nem Wasserstoff ist jedoch, dass es in den meisten F?llen effizienter, kosteng¨¹nstiger und ressourcenschonender ist, die erneuerbare Energie direkt zu nutzen. F¨¹r das Gesamtsystem sind diese Aspekte entscheidend.

Wettbewerbsf?hig und vern¨¹nftig

Nehmen wir den Landverkehr. Heutige BEV sind bez¨¹glich Kosten im Vergleich mit Benzin- und Dieselfahrzeugen wettbewerbsf?hig und gewinnen schnell Marktanteile. Ihre Reichweite gen¨¹gt f¨¹r 99 Prozent aller Fahrten², und f¨¹r die restlichen 1 Prozent bieten Schnellladeger?te entlang den Autobahnen zus?tzliche Reichweiten von ¨¹ber 400 km in weniger als 30 Minuten ¨C was etwa den Pausen entspricht, die Autofahrende ohnehin ben?tigen. Neue Studien zeigen, dass batterieelektrische Lastwagen nun auch auf langen Strecken wirtschaftlich werden und gleich gut funktionieren.^{3, 4} Es gibt Bedenken wegen der umweltbelastenden Batterieproduktion; hier k?nnen und werden Konzepte der Kreislaufwirtschaft Abhilfe schaffen.^{5, 6}

Die Grundinfrastruktur f¨¹r das Aufladen von BEV ¨C das Stromnetz ¨C ist bereits vorhanden. Mit steigender Zahl an BEV auf den Strassen k?nnen wir gleichzeitig die erneuerbare Stromproduktion und das Netz an Ladestationen sukzessive ausbauen.

?hnlich verh?lt es sich mit W?rmepumpen. Sie sind die effizienteste Art, mit erneuerbarer Energie zu heizen und sind in den Kosten konkurrenzf?hig. Auch hier kann die Infrastruktur schrittweise mit dem steigenden Marktanteil der W?rmepumpen wachsen.

Ineffizient, teuer und langsam

Zum Wasserstoff. Ein Vorteil von Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugen (FCEV) besteht darin, dass man sie schneller auftanken kann als BEV laden. Das f?llt jedoch je l?nger je weniger ins Gewicht, weil Ladegeschwindigkeit und Reichweite von BEV kontinuierlich steigen. Ein wesentlicher Nachteil von FCEV ist, dass ihr Gesamtwirkungsgrad ¨C von Strom zu gr¨¹nem Wasserstoff, zur¨¹ck zu Strom und aufs Rad ¨C nur die H?lfte bis ein Drittel desjenigen von BEV betr?gt.⁷ Der h?here Energieverbrauch macht FCEV deutlich teurer als BEV, Benzin oder Diesel.

Ausserdem braucht es eine neue Infrastruktur, um Wasserstoff zu verteilen und zu tanken. Diese m¨¹sste im Gegensatz zu BEV zuerst errichtet werden, bevor FCEV f¨¹r den Massenmarkt geeignet w?ren.⁸

Beim Heizen zeigt sich ein ?hnliches Bild: Hier kommen zwar ?wasserstofftaugliche? Heizkessel (Boiler) auf den Markt, die ein Gemisch aus Erdgas und Wasserstoff verbrennen k?nnen.⁹ Reine Wasserstoffkessel, wie wir sie letztlich br?uchten, existieren noch nicht. Boiler bieten gegen¨¹ber W?rmepumpen kurzfristig den Vorteil, dass manche Geb?ude weniger stark saniert werden m¨¹ssen. Aber wie beim Verkehr gibt es gewichtige Nachteile. Heizen mit gr¨¹nem Wasserstoff ben?tigt etwa sechsmal mehr erneuerbaren Strom als mit einer W?rmepumpe. Die Kosten fallen h?her aus, da mehr Energie verbraucht wird. Zudem w?re parallel ein neues Verteilsystem f¨¹r Wasserstoff erforderlich, um reine Wasserstoffkessel einzusetzen¹⁰ ¨C und die br?uchten wir sp?testens bis 2050.

Bei der Abkehr von fossilen Brennstoffen sehe ich den gr?ssten Engpass darin, die erneuerbare Elektrizit?t schnell genug auszubauen. In der Schweiz wird aktuell zwar mehr Photovoltaik-Kapazit?t installiert als je zuvor ¨C doch wir m¨¹ssen diese Installationsraten noch vervierfachen, wollen wir bis 2050 den Bodenverkehr vollst?ndig und das Heizen teilweise elektrifizieren.¹¹ Setzt sich gr¨¹ner Wasserstoff durch, muss der ohnehin schon ambitionierte Ausbau deutlich schneller erfolgen.

Der Hype um Wasserstoff

Trotz dieser Probleme gibt es viel politischen Enthusiasmus f¨¹r Wasserstoff. Um es klar zu sagen: Nat¨¹rlich gibt es Anwendungen, wo Wasserstoff die Dekarbonisierung unterst¨¹tzen kann, etwa als saisonaler Energiespeicher, bei der Stahlproduktion oder als Zwischenschritt bei der Synthese nachhaltiger Flugzeugtreibstoffe (siehe ETH-News). Die derzeit diskutierten Pl?ne gehen jedoch weit dar¨¹ber hinaus.

Zum Beispiel die Wasserstoffstrategie der EU: Sie will Wasserstoff zu einem zentralen Energietr?ger f¨¹r Landverkehr und W?rme machen und sieht Milliarden an ?ffentlichen Mitteln f¨¹r Forschung, Planung und den Bau der Infrastruktur vor.¹² Die Schweizer Regierung hat keine derartigen Pl?ne f¨¹rs Heizen, aber einzelne Kantone haben signalisiert, dass sie den Ausbau der Infrastruktur f¨¹r BEV und FCEV als gleichrangig betrachten. ^{13, 14} Aus wissenschaftlicher Sicht ergibt das keinen Sinn.

Was steckt dahinter?

Die beste Antwort, die ich finden kann: Das Wohlwollen gegen¨¹ber Wasserstoff scheint auf politische Einflussnahme zur¨¹ckzuf¨¹hren zu sein. Laut einem Bericht von Corporate Europe Observatory, einer Organisation, die den Einfluss von Firmen auf die EU-Politik untersucht, investiert die europ?ische Wasserstofflobby j?hrlich ¨¹ber 50 Millionen Euro in die Interessenarbeit. Gemessen an der Anzahl Treffen mit hochrangigen Mitgliedern der EU-Kommission ¨¹bertrifft die Wasserstofflobby Umweltorganisationen fast um das F¨¹nffache.¹⁵ Die Mittel kommen in erster Linie von fossilen Energiefirmen.¹⁶

F¨¹r die Branche macht das Sinn, denn mit der Energiewende drohen Gas und Erd?l obsolet zu werden. Die Kernkompetenz der fossilen Energiewirtschaft liegt in der Verarbeitung, Lagerung und Lieferung von Kraftstoffen ¨¹ber Pipelines und Verkaufsstellen an die Kunden. Eine Priorisierung von Wasserstoff w¨¹rde die Energiewende verlangsamen und die Lebensdauer der fossilen Assets verl?ngern. Steigt die Nachfrage nach Wasserstoff schneller als die Produktion von gr¨¹nem Wasserstoff decken kann, w¨¹rde grauer oder blauer Wasserstoff aus Erdgas verwendet.

Forschende schlagen Alarm

Ich bin nicht der Einzige, der besorgt ist. Einer der f¨¹hrenden Analysten f¨¹r den Energiesektor und Cleantech, Michael Liebreich, vermutete bereits, dass die ?lindustrie Lobbyarbeit f¨¹r Wasserstoff betreibt, ?um die Elektrifizierung zu verz?gern?.¹⁷ Britische Forschende wandten sich unl?ngst in einem offenen Brief an ihre Regierung und ?usserten tiefes Bedenken wegen ?hnlicher Pl?ne mit Wasserstoff.¹⁸

Nochmal: In bestimmten Bereichen kann gr¨¹ner Wasserstoff sehr wohl zur Energiewende beitragen. Aber f¨¹r Bodenverkehr und W?rme, die zusammen den L?wenanteil des fossilen Energieverbrauchs ausmachen, ist Wasserstoff eine denkbar schlechte Idee. Es ist die letzte ?berlebenschance f¨¹r die ?l- und Gasindustrie, und entsprechend spielen diese das politische Spiel.

Sollten sie gewinnen, wird sich der ?bergang zu sauberer Energie verz?gern. Wir werden mehr Treibhausgase ausstossen. Mehr Land und Ressourcen verbrauchen. Und es wird mehr kosten. Die Umwelt und die Gesellschaft w¨¹rden verlieren.

Dieser Meinungsbeitrag erscheint zus?tzlich im Energy Blog der ETH Z¨¹rich.