Bundesregiegung setzt auf grünen Wasserstoff
Mit dem Thema Wasserstoff haben wir uns in der Vergangenheit schon mehrmals beschäftigt. Die Wasserstoffoffensive der Bundesregierung hatten wir in diesem Beitrag kommentiert. In einem weiteren Beitrag fragten wir, ob Wasserstoff die Kohle zukünftig vollständig ersetzen kann.
Dann fragten wir in einem weiteren Beitrag, ob Kokskohle in der Stahl-produktion durch grünen Wasserstoff ersetzt werden kann. Und in einem letzten Beitrag stellten wir fest, dass grüner Wasserstoff weder unsere Energieprobleme löst noch wirtschaftlich vertretbar ist.
Außerdem stellten wir klar, dass Wasserstoff nicht gleich Wasserstoff ist. Genau so, wie Kohle nicht gleich Kohle ist, weil es verschiedene Arten gibt.
Die aktuelle Energiepoliitk der Bundesregierung setzt vollständig auf die Produktion von grünem Wasserstoff. Das heißt, das der für die Elektrolyse benötigte Strom ausschließlich aus regenerativen Energie-trägern stammt.
AUF DIE FARBE KOMMT ES AN
WELTWEIT WERDEN MRD. EUR IN DIE WASSERSTOFF-ÖKONOMIE GESTECKT der Wettbewerb um Subventionen ist entbrannt
In einer ersten Ausbaustufe will die EU bis 2030 27,1 Gigawatt an Elektrolyseleistung aufbauen. Deutsch-land will für die Wasserstoffinfrastruktur 9,0 Mrd. EUR, Spanien 8,9 Mrd., Frankreich 7,2 Mrd., Österreich 2,0 Mrd., Italien 4,0 Mrd. und Portugal 1,0 Mrd. bereit-stellen.
Das Ziel ist, die Stahlproduktion, den Luftverkehr, den Schwerlastverkehr und die Kraftstoffherstellung auf CO2-neutrale Beine zu stellen, um das „Klima zu retten.“
Globale Kooperationen sollen dazu beitragen, dass die Herstellung von grünem Wasserstoff gesichert und bezahlbar bereitgestellt werden kann. Das ver-steht die EU und die Bundesregierung unter umwelt-freundlicher Zukunftsfähigkeit. Der Markthochlauf soll mit 38 Maßnahmen in 2023 erfolgen.
Die Produktion von grünem Wasserstoff soll es ermöglichen, Energie aus Wind und Sonne über grosse Distanzen und in grossen Mengen zu transportieren, um Strom auch dann erzeugen zu können, wenn wieder mal die Sonne nicht scheint und Windstelle herrscht.
Das ist in Deutschland fast jeden Tag so, wie die Lastganglinie vom Dez. 2021 zeigt. Der braun schraffierte Bereich ist die Bedarfslücke. Die blaue Kurve ist das Windstromangebot und die gelbe dünne Kurve ist das Solarangebot im Dezember. Es handelt sich um eine Normalverteilung, die über das ganze Jahr ähnlich verläuft.
Daher wird die Lücke zwischen Angebot und Nachfrage regelmäßig durch Gas-und Kohlekraftwerke zuverlässig geschlossen. Wäre der Kohlepreis nicht künstlich durch die Einführung von C02-Zertifikate-kosten nach oben geschraubt worden, dann wäre die Kohle immer noch der preiswerteste Rohstoff. Aber selbst mit den unnötigen C02-Zerti-fikatekosten ist die Kohle immer noch um ein vielfaches billiger als der Strom aus erneuerbaren Energien.
In der Öffentlichkeit wird das gerne andersherum dargestellt. Das geht aber nur deshalb, weil die Medien die Subventionen nicht mit ein-kalkulieren, die die erneuerbaren Energien erhalten.
Quellenhinweise:
Unsere Zukunftsenergie: grüner Wasserstoff, Pressemitteilung des BM für Bildung u. Forschung (Hrsg.) vom 04.10.2022; bmdv.bund.de vom 02.01.2023; Wirtschaftswoche vom 17.02.2021; Kruse, Mirko, Wede-meier, Jan: Potenzial grüner Wasserstoff: langer Weg der Entwicklung, kurze Zeit bis zur Umsetzung, in: Zeitschrift für Wirtschaftspolitik, 101. Jg., Hft. 1 ,2021, S. 26-32 ; Waniczek, Helmut: Wasserstoff- der Retter der Energiewende?, in: Eike.de vom 17.12.2022 sowie RK-Redaktion vom 14.01.2023
Fotonachweise:
Header; Elektrolyseur-Illustration und Tankbehälter: Konstantin Megas, Wirtschaftswoche; Gesamtillustration: Revierkohle; links darunter: H2O: pixaybay.com, rechts darunter ( Tanklager): Konstantin Megas.
Und auch die grüne Wasserstoffproduktion wird ausschließlich über öffentliche Subventionen, sprich: durch den Steuerzahler, finanziert werden müssen, da die Herstellung einen solch hohen Stromverbrauch sowie weitere Umwandlungsverluste erfordert, das eine wirtschaftliche Darstellung nicht möglich ist.
Wenn zunächst von 27,1 Gigawatt die Rede ist, die in einem ersten Ausbauschritt produziert werden soll, dann hört sich das für den Laien wahrscheinlich sehr hoch an. Das relativiert sich aber sehr schnell, wenn man weiß, das allein Deutschland einen Tagestrombedarf zwischen 60 bis 70 Terrawatt hat. 27,1 Gigawatt Leistung decken somit gerade einmal 0,0271 TWh von rd. 508 Terrwattstunden, die Deutschland in 2021 verbrauchte ( Quelle: destatis.de vom 07.12.2022)
Das die Produktion keineswegs effizient ist, zeigt die Tatsache, das man für die Herstellung eines Kilogramms Wasserstoff rd. 9 kg Wasser be-nötigt. Und natürlich Unmengen von Strom, der sekunengenau geliefert werden muß, damit die Elektrolyseure arbeiten können.
70 bis 80 % der eingesetzten Energie geht bei der Umwandlung in Wass-erstoff wieder verloren. Durch Verflüssigung, Kompression, Transport, Lagerung und Rückverstromung über Brennstoffzellen gehen noch einmal rd. 10 % an Energie verloren. Bleiben unter dem Strich gerade einmal 15 bis 20 % an tatsächlich bereitgestellter Energie übrig. Wirtschaftlich ist das nicht.
Bis 2030 will die Europäische Kommission die Elektrolysekapazität von 6 auf 40 Gigawatt ansteigen lassen, um einen Wasserstoffmarkt zu etablieren. Bis 2050 sollen dafür 488 Mrd. EUR an Investitionen bereit-gestellt werden. Das ist ein gigantisches Unterfangen, dessen Erfolg keineswegs gesichert ist.
Nun wenden Befürworter ein, dass der Strom als kostenfreier „Über-schussstrom“ von Windkraftstromspeichern demnächst kommen wird. Aber das ist Blödsinn. Denn auch nicht genutzter Wind-und Solarstrom wird durch die öffentliche Hand vergütet.
Darüber hinaus weisen Windkraftanlagen über das mittlere Jahr gerechnet eine Auslastung von gerade einmal 25 % aus. Bezogen auf die installierte Leistung. Diese 25 % werden aber i.d.R. vollständig in das Stromnetz eingespeist. Und wenn Flaute herrscht, wird gar nichts ein-gespeist.
Das ist schlecht für die Elektrolyseure. Schließlich kostet ein großer Elektrolyseur mit 400 Normkubikmetern (Nm3/h) rd. 1,8 Mio. EUR. Nach rd. 10 Jahren Laufzeit müssen die Elektroden ersetzt werden.
Weitere Kosten kommen hinzu. So z.B. für die Kompressionsanlage, ein grosses Tanklager (rd. 10 Mio. EUR), eine Verflüssigungsanlage (rd. 50 Mio. EUR) zwei grosse Brennstoffzellen für die Wiederverstromung (rd. 150 Mio.EUR), eine Messwarte (?), ein Gebäude (?), Sicherheitseinricht-ungen (da H2O hochexplosiv ist) und natürlich die Grundstückskosten.
Da die Anlage überwacht und gewartet werden muss, kommen pro Anlage weitere Kosten für den Betriebsleiter, die Messwartenfahrer, Chemierarbeiter, Schlosser und den Wachdienst hinzu. Das alles muß sich erst einmal amortisieren.
Um eine 10-tägige Windflaute zu überbrücken, würde man 16, 6 T Wasserstoff benötigen, erklärt Dr. -Ing. Helmut Waniczek. Diese Menge müßte unter Volllast produziert werden. Soweit die Lagertanks mit Hilfe grünen Stroms sich füllen würden, müsste man danach die Windkraft-anlagen abstellen.
Wenn dagegen der Wasserstoff wie geplant aus Afrika, Kanada und Norwegen kommen sollte, dann würde der Seetransport mit einem Spezialschiff mit 430 t Wasserstoff 100.000 EUR am Tag kosten.
Eine Wasserelektrolyseanlage mit 100 Megwatt Anschlussleistung müsste 8 Tage durchgehend produzieren, um ein solches Spezialschiff voll zu beladen. Von den damit auch zu erwartenden Störfällkosten wollen wir hier gar nicht reden.
Schon diese wenigen Parameter machen deutlich, das die Herstellung von Wasserstoff den Strompreis eher verteuern wird.
Und die benötigte Prozesswärme für die Industrie kann auch in Zukunft nur durch fossile Energien bereitgestellt werden. Die Energiedichte, die Temperaturhöhe, die nachhaltig zur Verfügung stehenden Lagerstätten auf der ganzen Welt und der unschlagbare Preis machen die Kohle auch in Zukunft zu einem verlässlichen Energiepartner.