Sechs Kernaussagen über die Verwendung von Wasserstoff

Wasserstoff wird oft als universelle Lösung für die Energiewende dargestellt. Warum das nur bedingt der Fall ist, erfahrt ihr in den folgenden sechs Kernaussagen:

1) Wasserstoff kann als Energiespeicher für überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien dienen.

Wasserstoff sollte immer aus Wasser (H2O) und erneuerbarem Strom gewonnen werden, und nicht aus fossilen Quellen wie Erdgas (CH4) oder Kohle. Daher lehnen wir Wasserstoff, der mit Strom aus Atom-, Kohle- oder Erdgaskraftwerken erzeugt wird, ab – wegen der CO2-Emissionen und der Gefahr, die von Atomkraftwerken und Atommülllagern ausgeht.

Daher fordern wir den massiven Ausbau von erneuerbaren Energien.

2) Wasserstoff sollte dort erzeugt werden, wo erneuerbare Energien im Überschuss vorhanden sind, um das Stromnetz zu entlasten.

So gibt es z.B. in Norddeutschland viele Windenergieanlagen. Wenn der Wind kräftig weht, wird dort mehr Strom erzeugt, als das Stromnetz aufnehmen kann, weswegen immer häufiger Windenergieanlagen abgeschaltet werden.

Wir fordern: Bei einem Überangebot an erneuerbaren Energien sollten Elektrolyseure diese Energie in Wasserstoff speichern, anstatt die Windenergieanlagen abzuschalten.

3) Der kostbare grüne Wasserstoff sollte, bei Mangel technischer Alternativen, vorrangig in der energieintensiven Stahlerzeugung und chemischen Industrie sowie im internationalen Schiffs- und Flugverkehr eingesetzt werden.

Nur ausnahmsweise z.B. bei kalter Dunkelflaute (also im Winter, wenn es länger kalt ist, die Sonne wenig scheint und es wenig Wind gibt) kann es Sinn machen, Wasserstoff zur Strom- und Wärmeerzeugung in geringen Mengen einzusetzen.

4) Die Herstellung von grünem Wasserstoff kostet viel Energie, und der Einsatz von Wasserstoff zur Strom- und Wärmeerzeugung ist ineffizient.

Die Elektrolyse von Wasser zu Wasserstoff hat einen Wirkungsgrad von ca. 60–85 %. Beim Import von Wasserstoff muss zusätzlich Energie für die Verflüssigung und für den Transport des Wasserstoffs eingesetzt werden. Wenn der Wasserstoff dann für die Stromerzeugung eingesetzt wird, kommt es erneut zu Umwandlungsverlusten, und der Wirkungsgrad sinkt auf ca. 30–40%.

Zum Vergleich: Wird Wasserstoff zum Heizen eingesetzt, benötigt man 4 bis 6 mal so viel Strom wie für den Betrieb von Wärmepumpen.

5) Wenn wir grünen Wasserstoff importieren wollen, dann nur aus Ländern mit Überschuss an erneuerbaren Energien und hohen Umwelt- und Sozialstandards.

Wir sollten nur Wasserstoff aus Ländern importieren, in denen sichergestellt ist, dass die lokale Bevölkerung ebenfalls Zugang zu erneuerbaren Energien hat bzw. zeitnah erhält. In Ländern mit Wassermangel sollte erst einmal die Bevölkerung ausreichend Wasser erhalten, bevor dieser für die Wasserstoff-Herstellung genutzt wird. Zwangsumsiedlungen oder illegale Landnahme sind auszuschließen. Umweltaspekte wie der Flächen-, Rohstoff- und Wasserverbrauch sowie soziale Belange in der gesamten Lieferkette müssen berücksichtigt werden.

6) Fazit: Grüner Wasserstoff ist ein knappes Gut, wenig effizient bei der Herstellung und teuer. Daher kann er kein 1:1 Ersatz für Erdgas oder andere fossile Energieträger sein.

Bei der Wärmeversorgung sollte zuerst geprüft werden, ob eine direkte Verwendung von erneuerbaren Energien möglich ist (z.B. Solarthermie, Wärmepumpen mit EE-Strom,…). Wenn dies nicht möglich ist, wie z.B. in dicht besiedelten Innenstädten, ist die Versorgung über Wärmenetze mit Wärme aus erneuerbaren Energien sinnvoll.
Nur wenn alle effizienteren Möglichkeiten der Wärmeversorgung ausgeschlossen sind, kann über den Einsatz von Wasserstoff als letzte Möglichkeit nachgedacht werden. Im Vergleich zu anderen Energieträgern wird dies wahrscheinlich die teuerste Variante sein.

Die Rolle von Wasserstoff bei der Energiewende

Um den CO2-Ausstoß endlich wirksam zu begrenzen, müssen Erdgas und andere fossile Brennstoffe dringend durch treibhausgasfreie Energiequellen ersetzt werden. Als vermeintlich „ideale“ Lösung dieser Aufgabe wird in Medien, Politik und Wirtschaft zunehmend Wasserstoff in den Fokus genommen.

So schön es wäre, wenn Wasserstoff die grüne Energiewende retten könnte – so einfach ist die Sache nicht. Denn die Herstellung und Nutzung von Wasserstoff für die Energieversorgung bringt so einige Probleme und Hürden mit sich. Diese hat der Sachverständigenrat für Umweltfragen (SRU) im Juni 2021 in einer ausführlichen Stellungnahme erläutert.

Wichtig zu wissen ist: Wasserstoff ist ein Energieträger, keine Energiequelle. Er ist nur dann nachhaltig, wenn er zur Speicherung überschüssiger Energie aus erneuerbaren Quellen verwendet wird („grüner Wasserstoff“). Außerdem ist die Herstellung von Wasserstoff recht energieintensiv, sodass er nur zielgerichtet und sparsam verwendet werden sollte, zum Beispiel in der Stahlerzeugung oder der chemischen Industrie. Wegen seiner Effizienzprobleme sollte Wasserstoff in möglichst geringem Umfang für die Strom- und Wärmeversorgung zum Einsatz kommen, z.B. nur bei kalter Dunkelflaute.

Im folgenden Text fassen wir die wichtigsten, für die Energiewende relevanten Erläuterungen des SRU pro und contra Wasserstoff zusammen. Diese haben wir in Kontext zum Dekarbonisierungsfahrplan der RheinEnergie gesetzt. Die daraus resultierenden Fragen haben wir am Ende dieses Artikels zusammengetragen.

Wenn nicht anders gekennzeichnet, haben wir in diesem Artikel Argumente, Zahlen und Einschätzungen dem Bericht „Wasserstoff im Klimaschutz: Klasse statt Masse“ vom Sachverständigenrat für Umweltfragen der Bundesregierung (SRU) vom Juni 2021 entnommen.

Wasserstoff ist nicht gleich Wasserstoff

„Grüner Wasserstoff“: ein klimaneutraler Energiespeicher

Wasserstoff ist als Energiespeicher grundsätzlich nur dann klimaneutral, wenn er mit „grünem“ Strom (also Strom aus erneuerbarer Energie) erzeugt wurde und nicht mit Strom aus fossiler Energie, wie Kohle und Erdgas.

Zusätzlich sollte Wasserstoff ausschließlich mit überschüssigem Strom aus Erneuerbarer Energie erzeugt werden, sogenanntem Überschussstrom. Die zur Herstellung des Wasserstoffs verwendeten Elektrolyseure sollen systemdienlich eingesetzt werden, also nur dann, wenn zu viel Strom im Netz ist. In diesem Fall kann durch die Wasserstofferzeugung eine Abriegelung von erneuerbaren Energien verhindert werden.

„Blauer“ und „türkiser Wasserstoff“: klimaschädlich und ineffizient

„Blauer bzw. türkiser Wasserstoff“ wird von einigen Akteuren als Übergangstechnologie für das Ziel der Treibhausgasneutralität betrachtet. Das ist aber aus Sicht des SRU keine nachhaltige Lösung.

  • Als „blauer Wasserstoff“ gilt Wasserstoff, der durch Reformierung von Erdgas und Abscheidung und Speicherung von CO2 (kurz: CCS) hergestellt wird.
  • Als „türkiser Wasserstoff“ wird Wasserstoff bezeichnet, der durch Pyrolyse von Erdgas und Abscheidung von Kohlenstoff als Feststoff hergestellt wird.

Bei der Förderung und beim Transport von Erdgas entweicht klimaschädliches Methan. Entwichenes Methan ist in den ersten 20 Jahren in der Atmosphäre 84 mal so klimaschädlich wie CO2. Dieser sogenannte ‚Methanschlupf‘ muss auch dem „blauen“ und „türkisen Wasserstoff“ zugerechnet werden.

Das bei der Produktion von „blauen Wasserstoff“ entstehende und abgeschiedene CO2 muss zu einer Lagerstätte transportiert und dort gespeichert werden, was CO2 -Verluste mit sich bringt. Die dauerhafte, unterirdische Speicherung von CO2 ist wiederum mit ökologischen und gesundheitlichen Risiken verbunden, wie z.B. die Versalzung von Grundwasser, Böden oder Oberflächengewässer und mit Gesundheitsgefahren, wenn durch Unfälle CO2 entweicht.

Wichtig: In Deutschland ist derzeit eine unterirdische Ablagerung von CO2 rechtlich nicht möglich. Für eine Produktion von blauem Wasserstoff in Deutschland müssten daher im Ausland geeignete CO2-Lagerstätten gesucht, und das CO2 müsste per Pipeline oder Schiff transportiert werden. Weder in Europa noch weltweit stehen jedoch absehbar ausreichende Speicherkapazitäten für CO2 zur Verfügung.

Das Pyrolyse-Verfahren befindet sich noch in der Erprobung. Es ist derzeit technisch schwierig, die hohen Temperaturen, die für die Pyrolyse benötigt werden, mit elektrischem Strom zu erzeugen.

Die Förderung und der Transport von Erdgas, die Erzeugung von „blauem und türkisem Wasserstoff“ inklusive der Abscheidung, des Transportes und der Lagerung von CO2 sind energieintensive Prozesse. Daher ist „blauer und türkiser Wasserstoff“ kein effizienter Energiespeicher.

Optionen der Wasserstofferzeugung - SRU2021

Der Stadtwerke-Konzern der Stadt Köln hat sich kurz vor der NRW-Landtagswahl 2022 in seinem Strategiepapier an die Landtagskandidat*innen 2022 für eine vorübergehende Nutzung von „blauem und türkisem Wasserstoff“ ausgesprochen (Seite 13 + 14).

Klimawende Köln lehnt die Förderung und Nutzung von „blauem Wasserstoff“ und „türkisem Wasserstoff“ ab.

Die Erzeugung von „blauem“ und „türkisem Wasserstoff“ ist klimaschädlich und noch energie-ineffizienter und teurer als die Erzeugung von „grünem Wasserstoff“. Um Fehlinvestitionen und Lock-in-Effekte zu vermeiden, lehnt Klimawende Köln finanzielle Förderungen und Investitionen in Infrastruktur für „blauen“ und „türkisen Wasserstoff“ entschieden ab.

Daher ruft Klimawende Köln den Rat der Stadt Köln dazu auf, mit einem entsprechenden Ratsbeschluss sich ausschließlich für die Nutzung von „grünem Wasserstoff“ auszusprechen.

In welchen Bereichen sollte „grüner Wasserstoff“ vorrangig genutzt werden?

Die Nutzung von grünem Wasserstoff oder PtX-Folgeprodukten (Power-to-X bezeichnet verschiedene Technologien zur Speicherung bzw. anderweitigen Nutzung von Stromüberschüssen in Zeiten eines zukünftigen Überangebotes erneuerbarer Energien) spielt in einigen Bereichen eine wichtige Rolle, um Treibhausgasneutralität zu erreichen. Dazu gehören vor allem die chemische Industrie, die Stahlindustrie sowie der internationale Schiffs- und Flugverkehr. Im Stromsystem und in Wärmenetzen sollte Wasserstoff nur eine ergänzende Rolle einnehmen. Für Gebäudeheizungen und im PKW-Verkehr ist die Nutzung von Wasserstoff hingegen ineffizient und deutlich teurer als eine direkte Elektrifizierung mittels Wärmepumpen bzw. batterieelektrischen Fahrzeugen.

Der Einsatz von Wasserstoff ist aber nur sinnvoll, wenn dieser umweltfreundlich und nachhaltig hergestellt und sparsam eingesetzt wird. Die direkte Stromnutzung in den Verbrauchssektoren ist in der Regel preiswerter und effizienter als die Nutzung von grünem Wasserstoff oder PtX-Folgeprodukten. Die Beimischung von Wasserstoff ins Erdgasnetz ist kein effizienter Einsatz der knappen grünen Wasserstoffmengen.

Einsatzbereiche für Wasserstoff

Einsatz von Wasserstoff in der chemischen Industrie

Wasserstoff wird in der chemischen Industrie primär stofflich verwendet. Der Einsatz von grünem Wasserstoff ist daher in dieser Industriebranche besonders relevant und wird benötigt, um zukünftig die Grundstoffe zu produzieren, wenn die fossilen Rohstoffquellen entfallen. In einem Positionspapier der chemischen Industrie werden die Strategien betrachtet, „die Produktion von grauen auf grünen Wasserstoff umzustellen, Kohlenstoff im Kreislauf zu führen und Prozesswärme durch Elektrifizierung bereitzustellen“. Aktuell wird der Einsatz von grünem Wasserstoff vor allem in der Eisen- und Stahl- sowie der Chemiebranche als geeignet angesehen.

Derzeit wird Wasserstoff für die chemische Industrie fast ausschließlich und in großen Mengen aus fossilem Erdgas hergestellt. Für den Klimaschutz und mittelfristig auch aus ökonomischen Gründen ist es sinnvoll, die Herstellung von Wasserstoff für die stoffliche Nutzung auf Elektrolyse mittels erneuerbarer Energien umzustellen.

Klimawende Köln fordert die chemische Industrie auf, die Herstellung von grauen Wasserstoff auf grünen Wasserstoff umzustellen. Dafür müssen nicht nur Elektrolyseure, sondern auch zusätzliche Erneuerbare-Energie-Anlagen errichtet werden.

Die Rolle von Wasserstoff in einem erneuerbaren Stromsystem

Wasserstoff ist ein Energieträger bzw. Energiespeicher und keine eigenständige Energiequelle. Grüner Wasserstoff wird unter erheblichen Umwandlungsverlusten aus erneuerbarem Strom gewonnen, daher kann die Rückverstromung nur sinnvoll sein, wenn Wind und Sonne zeitweise nicht zur Verfügung stehen. In einem deutschen und europäischen Stromsystem, das vollständig auf erneuerbaren Energien basiert, können Wind und Sonne in den meisten Stunden des Jahres die Stromnachfrage direkt decken.

Unter den aktuellen Technologien bieten sich Wasserstoff oder PtX-Folgeprodukte als saisonale Speicher an, da diese die erforderlichen Dimensionen abdecken können. Wasserstoff lässt sich potenziell großskalig in Salzkavernen speichern. Für synthetisches Methan ließen sich bestehende Gasspeicher nutzen.

Mehrere Technologien kommen für die Rückverstromung von Wasserstoff oder synthetischem Methan in Frage. Neben der Verbrennung in Gasturbinen und Gas-und Dampf-Kombikraftwerken (GuD-Kraftwerken) kann die chemische Energie des Wasserstoffs in Brennstoffzellen auch direkt in elektrische Energie umgewandelt werden. Die verschiedenen Technologien unterscheiden sich sowohl hinsichtlich ihrer Wirkungsgrade als auch hinsichtlich ihrer Investitionskosten. So geht der SRU von elektrischen Gesamtwirkungsgraden bei der Speicherung von Strom über Wasserstoff mit anschließender Rückverstromung von 28 % (Gasturbinen), 42 % (GuD-Kraftwerke) und 49 % (Brennstoffzellen) aus.

Wegen der hohen Investitionskosten von Brennstoffzellen geht der SRU davon aus, dass diese nicht für die Stromerzeugung eingesetzt werden. Stattdessen werden in den Szenarien für einen Großteil der Rückverstromung GuD-Kraftwerke eingesetzt, während Gasturbinen aufgrund niedriger Investitionskosten für Lastspitzen vorgehalten werden. Da Wasserstoff andere stoffliche Eigenschaften als Methan hat, müsste das Design von Gasturbinen und GuD-Kraftwerken bei Nutzung von Wasserstoff angepasst werden.

Insgesamt ist demnach zwar klar, dass eine gewisse Kapazität an flexiblen Kraftwerken zur Rückverstromung erforderlich ist, die aber nur relativ selten eingesetzt wird. Damit würde Wasserstoff tatsächlich nur in längeren Schwachwindphasen im Winter rückverstromt, da die anderen Speicher- und Flexibilitätsoptionen zu allen anderen Zeiten Stromangebot und -nachfrage günstiger ausgleichen können. Dazu zählt erstens ein verstärkter europäischer Stromaustausch durch den Bau von mehr Interkonnektoren. Hierdurch kann ein Ausgleich zwischen verschiedenen europäischen Regionen geschaffen werden. Wetterlagen betreffen häufig nicht den gesamten Kontinent in gleicher Weise und so kann der Stromaustausch den Speicherbedarf senken.

  1. könnten durch erhöhte Austauschkapazitäten die skandinavischen Speicherwasserkraftwerke für ein europäisches Stromsystem, das vollständig auf erneuerbaren Energien basiert, genutzt werden.
  2. führt ein höherer Anteil an Windenergie in einem System aus vollständig erneuerbaren Energien zu einem geringeren saisonalen Speicherbedarf, da Windenergie im Winter ertragreicher ist.
  3. ist es ökonomisch und ökologisch sinnvoll, einen gewissen Überschuss an Kapazität von erneuerbaren Energien aufzubauen, um so den Bedarf an Wasserstoff-Rückverstromung zu senken.
  4. kann der Stromverbrauch stärker angebotsorientiert gestaltet werden. Insbesondere neue Verbraucher wie Elektroautos oder Wärmepumpen können so systemdienlich betrieben werden.

Wasserstoff im Gesamtsystem würde bei einer umfassenden Elektrifizierung also nur dann eingesetzt werden, wenn die direkte Nutzung erneuerbaren Stroms nicht möglich ist. Daher führt die Elektrifizierung möglichst vieler sektoraler Anwendungen gesamtwirtschaftlich zu geringeren Wasserstoffbedarfen, selbst wenn im Stromsektor der Bedarf an Wasserstoff steigen könnte.

Wasserstoff als saisonaler Energiespeicher

Im Stromsystem kann Wasserstoff langfristig als „saisonaler Speicher“ dienen. In Wärmenetzen kann Wasserstoff nur in geringem Umfang eine Ergänzung zu anderen Dekarbonisierungsoptionen sein. Der Bedarf an Wasserstoff sollte jedoch schon aus Kostengründen möglichst gering gehalten werden. Da die „saisonale Speicherung“ erst ab einem sehr hohen Anteil erneuerbarer Energien erforderlich ist und zunächst wenig grüner Wasserstoff zur Verfügung steht, ist der Einsatz von Wasserstoff im Stromsektor in den kommenden Jahren weder sinnvoll noch notwendig, schreibt der Sachverständigenrat für Umweltfragen.

Andere fordern, „dass dort, wo Windkraftanlagen und Photovoltaik-Anlagen bei Überproduktion für die Stabilisierung der Stromnetze abgeregelt werden, der überschüssige Strom auch schon heute für die Wasserstoff-Produktion eingesetzt wird.“

Wir benötigen zusätzliche Erneuerbare-Energie-Anlagen

Für grünen Wasserstoff sind neben den aktuellen Ausbaupfaden der Bundesregierung zusätzliche Erzeugungskapazitäten an erneuerbaren Energien notwendig. Es müssen entsprechend dem Strombedarf für die Elektrolyse neue, zusätzliche Kapazitäten an erneuerbaren Energien zugebaut werden.

Wo sollten Elektrolyseure errichtet werden?

Elektrolyseure sollten systemdienlich betrieben werden und ihr Standort entsprechend gewählt werden. Überschüssige Strommengen, die für die Erzeugung von grünem Wasserstoff genutzt werden sollten, liegen vor allem bei Offshore-Windanlagen vor. Für die industrielle Anwendung sollten zusätzliche Kapazitäten in Standortnähe aufgebaut werden. Eine gezielte Verteilung der Elektrolyseure in Deutschland kann Übertragungsengpässe verringern und zu einer Entlastung des Stromnetzes beitragen.

Die Rolle von Wasserstoff bei der Transformation der Wärmeversorgung

Wasserstoff und synthetische Brennstoffe sollten nicht für die Wärmebereitstellung in Einzelgebäuden eingesetzt werden. Statt eines Brennstoffwechsels von Erdgas zu Wasserstoff oder synthetischem Methan ist eine ganzheitliche Wärmewende notwendig. Die Wärmebereitstellung sollte auf Basis von erneuerbaren Energien erfolgen, wobei dekarbonisierte Wärmenetze und die Elektrifizierung mit Wärmepumpen eine Schlüsselrolle einnehmen. Die Dekarbonisierung der Wärmenetze sollte dabei auf ein breites Fundament gestellt werden, das zu großen Teilen auf lokal verfügbaren erneuerbaren Wärmequellen basiert und in geringem Umfang durch stromgeführte Heizkraftwerke mit Wasserstoff ergänzt wird. Für Wärmenetze können Solarthermie-Kollektoren anders als für Einzelgebäude auf Freiflächen installiert werden. Bei Großwärmepumpen eignet sich aufgrund gleichmäßigerer Temperaturen insbesondere die Nutzung von industrieller Abwärme oder von Abwasser als Wärmequelle. In den meisten Szenarien ist die Wärmepumpe allerdings auch im Bestand die dominierende Technologie, mit einem Anteil von bis zu 83 %.

Grundsätzlich lässt sich aber eine Vielfalt an genutzten Technologien erkennen, wobei Großwärmepumpen meist eine wichtige Rolle einnehmen. Wasserstoff und PtX-Folgeprodukte tragen in eher geringem Umfang per Kraft-Wärme-Kopplung zur Fernwärmeversorgung bei. Sie werden primär für die Fernwärme-Spitzenlast genutzt, insbesondere in kalten Perioden mit geringer Windstromeinspeisung.

Eine Wärmewende, die primär auf den Austausch von fossilen Energieträgern durch wasserstoffbasierte Brennstoffe setzt, birgt erhebliche Risiken. Bezüglich der Verfügbarkeit und der Preise von importiertem Wasserstoff bestehen noch große Unsicherheiten. Insgesamt wäre von deutlich höheren Brennstoffkosten auszugehen und damit von erheblichen Kostensteigerungen für die Haushalte. Für die Bereitstellung der gleichen Wärmemenge mit Wasserstoff im Vergleich zur Wärmepumpe ist eine um 500 bis 600 % höhere erneuerbare Strommenge erforderlich.

Beimischung von Wasserstoff ins Erdgasnetz

Eine Beimischung von Wasserstoff in das Erdgasnetz ist nach Ansicht des SRU nicht sinnvoll. Auch als sogenannte Übergangslösung oder für geringe Mengen lehnt der SRU eine Beimischung ab. Wichtigster Grund hierfür ist, dass Wasserstoff als knappes Gut nur gezielt in den Bereichen und Sektoren eingesetzt werden sollte, in denen es keine effizienteren Dekarbonisierungsoptionen gibt. Durch die Beimischung ändern sich nicht nur Eigenschaften (wie z.B. Brennwert, Dichte und Diffusionskoeffizient), sondern auch deren Kenngrößen in Bezug auf die Anlagensicherheit. Für den Explosionsschutz sind diese von Bedeutung.

Eine Umrüstung auf 100 % Wasserstoff erfordert in jedem Fall die Anpassung von Stationen zur Druckregulation und von Verdichterstationen. Ob diese modifiziert werden können oder vollständig ausgetauscht werden müssen, ist derzeit noch unklar.

Wirtschaftliche Aspekte

Finanzierung der Wasserstoffin­frastruktur

Die Finanzierung des Aufbaus einer Wasserstoffin­frastruktur sollte auch weiterhin nicht auf die Erdgasendverbraucher und die Netzentgelte umgelegt, sondern von beteiligten Unternehmen übernommen werden. Daher sollte die Technologiebindung des Energiewirtschaftsgesetzes nicht gestrichen und der Begriff „Erdgas“ nicht durch „Gas“ ersetzt werden, schreibt der Sachverständigenrat für Umweltfragen.

Vereinzelt wird gefordert, „sich frühzeitig Gedanken zu machen, wo Elektrolyseure errichtet und welche Speicher für Wasserstoff genutzt werden sollen und wie der Transport erfolgen soll. Der Aufbau einer Wasserstoff-Infrastruktur braucht einige Jahre Zeit und sollte rechtzeitig zur Verfügung stehen.“

Der Preis für Wasserstoff

Wasserstoff und insbesondere PtX-Folgeprodukte werden aufgrund der unvermeidbaren Wandlungsverluste in ihrer Nutzung dauerhaft teurer bleiben als die direkte Nutzung von Strom. Die Elektrolyseure können derzeit aufgrund der geringen Verfügbarkeit von Überschussstrom nicht ökonomisch betrieben werden. In Deutschland ergeben sich im Jahr 2020 durchschnittliche Produktionskosten von 0,24 €/kWhH2 für grünen Wasserstoff. Im Vergleich dazu liegen die internationalen Kosten zwischen 0,02 und 0,19 €/kWhH2. Im Jahr 2030 werden die Herstellungskosten in Deutschland bereits mit 0,18 €/kWhH2 angenommen und sollen bis zum Jahr 2050 weiter auf 0,12 €/kWhH2 reduziert werden.

durchschnittliche Produktionskosten
für grünen Wasserstoff
2020 2030 2050
in Deutschland 0,24 €/kWhH2 0,18 €/kWhH2 0,12 €/kWhH2
international 0,02 – 0,19 €/kWhH2

Import von grünem Wasserstoff:

Der Sachverständigenrat für Umweltfragen (SRU) spricht sich für eine Zertifizierung für importierten Wasserstoff aus. Derzeit hat nur ein Teil der aktuell als Exporteure von grünem Wasserstoff diskutierten Länder bereits ambitionierte Ausbauziele für erneuerbare Energien und eine an langfristigen Zielen ausgerichtete Klimapolitik. Diese Länder nutzen derzeit noch überwiegend fossile Energieträger zur Energiegewinnung. Daher sollte die Bundesregierung sich auf europäischer Ebene und in internationalen Organisationen für die Entwicklung und Etablierung von ambitionierten und überprüfbaren Herkunfts- und Nachhaltigkeitsstandards für Wasserstoff und PtX-Folgeprodukte einsetzen.

Ein wichtiger klimarelevanter Aspekt ist ein strikt auszulegendes Kriterium der Zusätzlichkeit der erneuerbaren Stromerzeugung. Daneben sollten auch Umweltaspekte wie der Flächen-, Rohstoff- und Wasserverbrauch sowie soziale Belange in der gesamten Lieferkette berücksichtigt werden. So sollten von der EU und der Bundesregierung beispielsweise nur Länder als mögliche Exportländer berücksichtigt werden, die sich im Rahmen ihrer nationalen festgelegten Beiträge zum Pariser Klimaabkommen zur Treibhausgasneutralität bekennen und ambitionierte Ausbauziele für erneuerbare Energien nachweisen.

Logo KlimaAllianz

Für einen nachhaltigen Handel mit grünem Wasserstoff

Neun Entwicklungs-, Klima- und Umweltverbände fordern in einem gemeinsamen Papier die deutsche G7-Präsidentschaft auf, verbindliche und ambitionierte Nachhaltigkeitskriterien für die Erzeugung und den Handel mit grünem Wasserstoff zu benennen und umzusetzen. Link zum Positionspapier „Für einen nachhaltigen Handel mit grünem Wasserstoff“ (Mai 2022)

Klimawende Köln lehnt den Import von Wasserstoff aus Ländern ab, in denen Wassermangel herrscht, in denen es keinen Überschuss an Erneuerbarer Energie gibt und in denen es keine vergleichbaren Umweltschutz- und Sozialstandards wie in der EU gibt.

Unsere Fragen an die RheinEnergie zur künftigen Nutzung von Wasserstoff

  1. Wie viel grünen Wasserstoff plant die RheinEnergie 2030 und 2035 zur Strom- und Wärmeerzeugung einzusetzen?
  2. Woher möchte die RheinEnergie diesen Wasserstoff beziehen?
  3. Wie hoch schätzt die RheinEnergie die Kosten für den Bezug von grünem Wasserstoff ein?
  4. Welche Umbaumaßnahmen der bestehenden Erdgas-Infrastruktur sind für den Einsatz von grünem Wasserstoff notwendig, und wie hoch sind die Kosten dafür?
  5. Plant die RheinEnergie die Errichtung von Elektrolyseuren zur eigenen Wasserstoff-Herstellung? Wenn ja, wann? mit welcher Leistung? und zu welchen Kosten?

Schlussfolgerung

grüner Wasserstoff darf nur bei „kalten Dunkelflauten“ eingesetzt werden. Für Zeiten mit ausreichendem Stromangebot aus erneuerbarer Energie muss die Fernwärme aus erneuerbare Wärmequellen wie Solarthermie und Geothermie, sowie Wärmepumpen, die mit Ökostrom betrieben werden, gewonnen werden. Dies haben wir so auch in der Mediation mit RheinEnergie verhandelt.

Es gibt derzeit noch ein großes Defizit zwischen dem, was RheinEnergie an erneuerbare Wärme bereitstellen will, und dem was notwendig ist, um den heutigen Fernwärmebedarf zu decken. Der Fernwärmebedarf wird in Zukunft noch deutlich steigen, da Fernwärme im dicht besiedelten Mehrgeschosswohnungsbau nach heutigem Kenntnisstand vielfach die einzige Lösung zur klimaneutralen Beheizung darstellt. Daher muss RheinEnergie kurzfristig einen belastbaren Transformationsplan für die Umstellung der Fernwärme auf erneuerbare Wärme liefern. Einen solchen Plan erst Mitte 2023 vorzulegen, wie in der Beantwortung der Anfrage von DIE LINKE dargestellt, ist zu spät.

In dieser Beantwort gibt RheinEnergie auch an „bis zu 50 % grünem Wasserstoff in KWK-Anlagen für die Fernwärmeerzeugung einsetzen zu wollen“. Diese Absicht halten wir unter den Zielen der Versorgungssicherheit und Bereitstellung von günstiger Energie für nicht nachvollziehbar, nicht realisierbar und nicht vernünftig und werden es uns von RheinEnergie im nächsten Gespräch erläutern lassen.

Wasserstoff nur fair und erneuerbar!

Wasserstoff kann in einer klimaneutralen Zukunft eine wichtige Rolle spielen, doch dafür müssen jetzt die richtigen Weichen gestellt werden:
Fordern Sie Wirtschaftsminister Habeck jetzt dazu auf, die nationale Wasserstoffpolitik konsequent auf eine zu 100 % erneuerbare und faire Zukunft auszurichten! Hier gehts zur Unterschriftenaktion vom Umweltinstitut München: Wasserstoff nur fair und erneuerbar!

Video-Podcast von Cornelia und Volker Quaschning

Hintergrundinformationen

Umweltinstitut München:

Deutsche Umwelthilfe (DUH):

Gaswende:

Bund für Umwelt- und Naturschutz (BUND):

Greenpeace:

Scientists for Future:

Stiftung Klimaneutralität:

Medienberichte über Wasserstoff

und so wird in den verschiedenen Medien über grünen Wasserstoff berichtet.

16.11.2022 - Neues Hoffen auf billigen Wüsten-Wasserstoff [Klimareporter]

Billiger Ökostrom aus sonnen- und windreichen Wüstengegenden – dafür nimmt das Projekt „Desertec 3.0“ jetzt einen neuen Ablauf. „Grüner“ Wasserstoff soll die Energieprobleme Europas lösen helfen. Bisher fehlen aber Pipelines, Geld und eine politische Strategie. Link zum Klimareporter-Aktikel

19.10.2022 - Wasserstoff-Turbine noch ohne Wasserstoff [Klimareporter]

Siemens Energy will ab 2025 Gasturbinen anbieten, die sich zu hundert Prozent mit klimafreundlichem grünem Wasserstoff betreiben lassen. Technisch scheint das kein großes Problem zu sein – bis auf den fehlenden grünen Brennstoff. Link zum Klimareporter-Aktikel

13.08.2022 - Fossile und erneuerbare Gase unter einem Herkunfts-Label [Klimareporter]

Ein System von Herkunftsnachweisen, wie es schon beim Ökostrom die „grüne“ Herkunft garantieren soll, ist nun auch für Gase, Wasserstoff und erneuerbar erzeugte Wärme und Kälte geplant. Der Gesetzentwurf des Wirtschaftsministeriums, der Klimareporter° vorliegt, enthält viele Unklarheiten und Widersprüche. Link zum Klimareporter-Aktikel

30.05.2022 - Wasserstoff ist kein Heilsbringer [Klimareporter]

Der von der EU jetzt forcierte Markthochlauf von Wasserstoff ist kein Selbstzweck und darf nicht zum Feigenblatt der Gasindustrie verkommen. Wird der noch junge Wasserstoffmarkt nicht sorgfältig reguliert, stehen am Ende höhere Klimagasemissionen und nicht niedrigere. Link zum Klimareporter-Aktikel

19.05.2022 - Kann uns Wasserstoff aus den Krisen retten? [Quaschnings Videokolumne]

Wird das Wasserstoffauto das Batterie-Elektroauto verdrängen? Kann grüner Wasserstoff die Erdgasheizung klimaneutral machen? Können Wasserstoffimporte den Windkraftausbau in Deutschland ersetzen? Link zu Quaschnings Videokolumne live, Folge 3

19.05.2022 - Grüner Wasserstoff als Knebelenergie [Klimareporter]

Ein Verbändebündnis legt Forderungen zu grünem Wasserstoff in künftigen Exportländern vor. Die G7‑Staaten sollen eine „Taskforce“ für nachhaltigen Handel mit dem Energieträger einrichten. Link zum Klimareporter-Artikel

14.04.2022 - Strom aus Wasserstoff statt aus Erdgas? [Klimareporter]

Lange galt Erdgas als gute Ergänzung für Solar- und Windkraft. Um schnell energieunabhängig und klimaneutral zu werden, soll nun in Gaskraftwerken künftig Wasserstoff verbrannt werden. So einfach geht das aber nicht. Wie ein Energiesystem ohne die Fossilen aussehen kann – Teil 3. Link zum Klimareporter-Artikel

10.03.2022 - Wasserstoff aus der Wüste [Klimareporter]

Afrika könnte der H2-Kontinent werden. Deutsche Mittelständler wollen ein Großprojekt in Namibia bauen, und es gibt weitere Projekte von Ägypten bis Südafrika. Der Ukraine-Krieg macht die Umstellung noch dringender. Können die Fehler vergangener Großprojekte diesmal vermieden werden? Link zum Klimareporter-Artikel

11.08.2021 - Grüner Wasserstoff zuerst für die Stahlindustrie [Klimareporter]

Die Bundesregierung und der Wasserstoffrat halten an einer nuklear-fossilen Option für die Wasserstoff-Erzeugung fest. Klimapolitisch ist es dagegen angezeigt, das zunächst knappe Gut „grüner Wasserstoff“ vor allem zur Dekarbonisierung der Stahlindustrie einzusetzen. Link zum Klimareporter-Artikel

05.07.2021 - Der Kampf um die Gasnetze [Klimareporter]

Die Gasindustrie will künftig mit Wasserstoff heizen. Viele Fachleute lehnen das ab. An der Frage entscheidet sich die Zukunft der Gasnetze. Link zum Klimareporter-Artikel

27.05.2021 - Heute mit Erdgas, morgen mit Wasserstoff heizen? [Klimareporter]

Bis Mitte Juli müssen Bau- und Wirtschaftsministerium ein Sofortprogramm vorlegen, um 2022 das Klimaziel im Bereich Gebäude einzuhalten. Der Betrieb von Gasheizungen mit Wasserstoff müsse dabei ausgeschlossen werden, verlangt die Deutsche Umwelthilfe. Link zum Klimareporter-Artikel