Wie die Wasserstoffinitiative Deutschland klimafreundlicher machen kann

Deutschland soll Wasserstoffstandort werden - und das schnell. Mit der neu vorgestellten "Wasserstoffinitiative" der Bundesregierung werden Ressourcen auf die Produktion von umweltschonendem Wasserstoff umgeschichtet. Der Aufbau einer bundesweiten Infrastruktur für Industrie und Verkehr soll dabei im ersten Teil bis 2030 abgeschlossen sein. Während Kritik an der vergleichsweise ineffizienten Produktionskette geäußert wird, gibt es einige sinnvolle Einsatzszenarien, bei denen im Sinne des Klimaschutzes sowieso Wasserstoff benötigt wird.

Bis 2030 sollen in Deutschland jährlich fünf Gigawatt an Wasserstoff gewonnen werden, bis spätestens 2040 gar zehn Gigawatt - das sind die Ziele der Bundesregierung. Der nationale Wasserstoffrat soll sich dafür einsetzen, dass Deadlines eingehalten werden und die Technologie zukunftsführend eingesetzt wird. Für das gesamte Projekt plant die Regierung rund neun Milliarden Euro ein.

Historisch gesehen wird Wasserstoff als Energieträger für Schmelzen, Schweißgeräte oder auch die Raumfahrt durch die sogenannte Dampfreformierung hergestellt. Dafür werden Erdgas oder andere Kohlenwasserstoffe in ihre atomaren Bestandteile zerlegt. Dabei entstehen allerdings klimaschädliche Gase. Um die Produktion umweltfreundlich zu gestalten, ist die Elektrolyse von Wasser nötig.

Das Wassermolekül zerlegt sich in zwei Teile Wasserstoff und einen Teil Sauerstoff - beide Gase können nachher verkauft werden, es gibt keine Abfälle. Allerdings gibt es bereits hier einen Energieverlust von ungefähr 20 Prozent, da die Umwandlung ebenfalls Abwärme erzeugt.

Wird der Wasserstoff anschließend durch eine Brennstoffzelle wieder zu elektrischer Energie umgewandelt, sinkt der Wirkungsgrad des Energieträgers weiter. Je nach verwendeter Technik gibt es an dieser Stelle Verluste zwischen 40 und 70 Prozent; von der ursprünglichen Energie zur Erzeugung kommen so in Summe weniger als 40-50 Prozent beim elektrischen Verbraucher an.

In vielerlei Hinsicht ist die Verwendung von Wasserstoff in der deutschen Wirtschaft trotzdem sinnvoll. So gibt es Industriebereiche, die in naher Zukunft auf Wasserstoff als primären Energieträger nur schwer verzichten können. Außerdem sind Anwendungen im Flugverkehr, bei Schiffen oder im Personennahverkehr denkbar, bei denen die Infrastruktur recht zentralisiert zur Verfügung gestellt werden kann.

Wasserstoff kann nur dann grüner Energieträger sein, wenn der Strom zur Produktion ebenfalls erneuerbar erzeugt wurde. Das Problem am Standort Deutschland: Der Ausbau von Windrädern, Solarzellen etc. geht zu langsam voran, als dass die bereits vorhandenen grünen Stromerzeuger ebenfalls für die Produktion von Wasserstoff eingesetzt werden könnten. Deswegen schielen Politik und Wirtschaft ebenfalls auf Nachbarländer, die bei der Wasserstoff-Herstellung helfen könnten. Heiße Kandidaten sind Norwegen (hauptsächlich Wasserkraft), aber auch nordafrikanische Länder. Hier können riesige Solarfarmen Wasserstoff produzieren, der dann nach Deutschland geliefert werden könnte.

Das "Konjunkturpaket" für die Wasserstoffwirtschaft bringt zusätzlich Klarheit für Unternehmen wie die Salzgitter AG. Das Pilotprojekt "SALCOS" befasst sich mit der klimafreundlichen Stahlproduktion. Seit 2016 produziert das Unternehmen selbst Wasserstoff in Deutschland. Energiequelle sind lokale Windräder. Die Anlage kann aber ebenfalls als Power-to-X-Stromspeicher eingesetzt werden. Produzierter Wasserstoff wird einfach zurück in Strom umgewandelt.

Der Trick zur klimafreundlichen Stahlproduktion liegt im sogenannten Direktreduktionsverfahren. Unter Hinzugabe von Wasserstoff und Erdgas bildet sich aus dem Roheisen ein Eisenschwamm, der später im elektrisch betriebenen Lichtbogenofen zu Stahl wird. Salzgitter versucht bei der Testanlage, die Konzentration von Erdgas Schritt für Schritt zu senken, bis eine zum größten Teil klimafreundliche Produktion möglich ist.

Dass die Energiewende nicht nur mit grün erzeugtem elektrischem Strom funktionieren würde, zeichnete sich schon länger ab. Eine Strategie mit mehreren grünen Energieträgern - die gleichzeitig auch als Energiespeicher einsetzbar sind - hilft bei einer sicheren Versorgung. Wasserstoff ohne Umwandlung zu nutzen, bietet sich etwa in der Stahlproduktion an. Die Politik bietet mit der Investition in Wasserstoff einen Fingerzeig zu einer der wichtigsten Technologien der nächsten Jahre.

Damit bietet sich einer der größten Kohlenstoff-Produzenten in Deutschland eine klare Zukunftsperspektive, dessen Entwicklung nicht rein durch die Wirtschaft gestemmt werden muss und vergleichsweise einfach in bestehende Anlagen implementieren lässt. Auch wird die in Deutschland ansässige Brennstoffzellen-Branche, etwa beim Produzenten MAN, unterstützt. Der klimaneutrale Warenversand per LKW rückt also ebenso einen Schritt nach vorne. Die Energiebranche freut sich über einen einfach umwandelbaren Energieträger, der als Stromspeicher Spitzenlasten abfangen kann. Die Luftfahrt sieht die Chance, Kurzstreckenflüge ökologisch vertretbar zu machen.