Der Bedarf an grünem Wasserstoff kann allein durch den Transport über Pipelines nicht gedeckt werden. Laut nationaler Wasserstoffstrategie werden ab 2030 Einfuhren von mindestens 45 TWh Wasserstoff pro Jahr benötigt. Alternative Transportmöglichkeiten per Schiff von elementarem Wasserstoff, Derivaten und Wasserstoffträgern kommen jedoch mit erheblichen Herausforderungen. Das geht aus der Analyse „Wasserstoff-Importoptionen für Deutschland“ von Agora Energiewende hervor.
Drei Herausforderungen
Konkret stellen sich drei Herausforderungen der Einfuhr von Wasserstoff per Schiff in den Weg. Zum einen gebe es ein komplexes Wechselspiel mehrerer Komponenten mit niedrigem Technologie-Reifegrad und einer Umsetzungszeit von zehn Jahren. Zum zweiten gebe es andere Importoptionen mit denen synthetische Gase im Wettbewerb stünden, die mittelfristig günstiger wären. Zum dritten bestünden weiterhin regulatorische Unsicherheiten hinsichtlich der Messung, Berichterstattung und Überprüfung internationaler Kohlenstoffströme.
Der Analyse zufolge bewegen sich Kosten von grünem Wasserstoff, der per Pipeline nach Deutschland kommt, bei etwas unter einem Euro pro Kilogramm. Das macht diesen Transportweg zur günstigsten Alternative. „Mit dem Bau der LNG-Terminals in Deutschland ist auch eine Diskussion über die künftige Verwendung der Infrastruktur für die Einfuhr klimaneutral erzeugter Moleküle entbrannt“, sagt Frank Peter, Direktor von Agora Industrie. „Für manche Konzepte haben die Flüssiggasterminals überhaupt erst die Voraussetzungen geschaffen, um als Importalternative für Wasserstoff in Betracht gezogen zu werden.
Die Alternativen wären die Verwendung von synthetischem grünem Gas, brikettierter Eisenschwamm oder Ammoniak.“ Dem Direktor zufolge habe sich der Wettbewerb für Importtechnologien durch den Bau der LNG-Terminals ausgeweitet.
Der Transport per Schiff von synthetischem Gas wie grünes Methan koste etwa 3,5 bis 4,5 Euro. Wenn das Gas zurück in Wasserstoff gewandelt werden muss, weil es der Anwendungsbereich verlangt, muss dafür noch eine entsprechende zentrale Anlage geschaffen werden. Zumal dann auch der dabei entstehende Kohlenstoffdioxid abgeschieden werden muss, um die Technologie dann klimaneutral zu machen, schreibt Agora Energiewende. Das CO2 muss dann per Schiff zurück an den Ort gelangen, an dem aus elementarem Wasserstoff synthetische Gase hergestellt werden, um den Kohlenstoffkreislauf zu schließen. Dann koste das synthetische Gas bis zu fünf Euro pro Kilogramm.
„Synthetisches Gas mit einem nahezu geschlossenen Kohlenstoffkreislauf hat besonders viele Komponenten mit vergleichsweise niedrigem Technologie-Reifegrad. Angesichts ihrer zeitlich ambitionierten Pläne müssen die Projektentwickler zeigen, wie sie den kommerziellen Betrieb im großen Maßstab – insbesondere der low-carbon-Komponenten, die eine Reduktion des CO₂-Ausstoßes sicherstellen sollen – so zeitnah erreichen können, dass synthetisches Gas tatsächlich einen schnellen Beitrag zur Dekarbonisierung leisten kann.“
Günstiger geht es, wenn das synthetische Gas in seiner Form erhalten bleibt. Da grünes Gas molekular analog zu Erdgas ist, kann die bestehende Erdgasinfrastruktur weiter genutzt werden. Das macht es augenscheinlich günstiger, birgt jedoch die Gefahr, dass somit der Übergang zu einer nicht-fossilen Wirtschaft verschleppt wird. Zumal dann noch nicht geregelt ist, an welcher Stelle in dem Kohlenstoffstrom die Emission gezählt wird. Zudem sei eine Abscheidung von CO₂ aus der Atmosphäre, die dann notwendig wäre, technologisch noch nicht reif.
Andere Optionen sind da günstiger. Derivate wie grüner Ammoniak oder brikettierter Eisenschwamm seien mit 1,5 Euro je Kilogramm Wasserstoff, der daraus wieder gewonnen würde, eine besonders günstige Lösung. Diese günstige Rechnung funktioniert jedoch, nur wenn diese Stoffe direkt weiterverarbeitet werden können, etwa für die Düngemittel- oder Stahlherstellung.
Weitere Innovationen benötigt
Hinzu kommt, dass brikettierter Eisenschwamm als Wasserstoffträger noch einige Innovationen bedarf, um diesen anvisierten Preisrahmen einzuhalten. Eine Rückumwandlung würde in jedem Falle weitere Kosten verursachen. Vergleicht man die drei Importarten elementarer Wasserstoff, Wasserstoffträger, und Derivate zur direkten Nutzung, werde deutlich: Fast alle benötige noch technologische Innovationen zur Umsetzung, schreiben die Autoren. Ausnahmen bilden Wasserstoff, der über Pipelines transportiert wird und Ammoniak, der direkt genutzt wird.
Die Überwindung der meisten technologischen Hürden wird auf einen Zeitraum zwischen acht und zehn Jahren geschätzt. Ammoniak-Cracker, mit denen sich Wasserstoff aus grünem Ammoniak rückgewinnen lässt, brauchen der Studie nach, noch sechs bis sieben Jahre bis zur kommerziellen Realisierung. Agora Energiewende und Agora Industrie erstellten die Studie in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Hamburg und vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert. Die Studie befasst sich besonders vertieft mit dem Transport von synthetischem Gas mit geschlossenem Kohlenstoffkreislauf.
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Synthetisches grünes Gas? Wird aus was noch einmal hergestellt? Genaugenommen, was genau ist der Lieferant für die Kohlenstoffmoleküle? Erdgas, sehr selten auch Kohle? Ohhh…, wie grün.
Indem wir aus Methan mit Hilfe von erneuerbarer Energie synthetisches Methan machen, wird es plötzlich grün. Das nenne ich einmal (wohlwollend) moderne Zauberkunst. Und die Atmosphäre dankt es uns, dass wir sie nur noch mit grünem Kohlendioxid verändern. Wir haben dann in Zukunft gehäuft grüne Hitzewellen, grüne Waldbrände, grüne Überflutungen usw.!
Das ist alles schon geregelt. Woher das C genau kommen muss, damit das synthetische Methan als grün gilt. Es ist sogar in Ihrem Sinne geregelt. Sie wissen es nur nicht und unterstellen daher einfache mal allen schlechte Absichten.
In dem Schaubild oben ist das doch ausführlich dargestellt: Der Kohlenstoff würde sich dann in einem Kreislauf befinden, wenn er am Ort der Metahnverwendung aufgefangen wird (was bei Flugzeugen schwierig wird!). Verluste werden durch technische CO2-Abscheidung aus der Luft ersetzt.
Mir erscheint das vor allem wenig energieeffizient. Da bleibt man doch besser beim Wasserstoff als Energieträger und Speichermedium. Die versprödungsresistenten Materialien dafür muss man zum Teil noch entwickeln.
Was meiner Meinung nach in den allgemeinen Überlegungen zu wenig eine Rolle spielt, ist die Produktion von Biokraftstoffen aus Algenkulturen. Wahrscheinlich gibt es da auch das Problem, woher die dann ihren Kohlenstoff bekommen. Aber den Kohlenstoff, den solche Kulturen wie Pflanzen aus der Luft holen können, ergänzt mit gesammeltem und technisch abgeschiedenem – das könnte es vielleicht dann doch sein.
Markus Müller schrieb:
„Sie wissen es nur nicht und unterstellen daher einfache mal allen schlechte Absichten.“
Nun, da Ihr Beitrag etwas arm an Argumenten war, würde ich um eine Nachreichung bitten. Woraus genau wird der Kohlenstoff noch einmal gewonnen, um grün zu sein?
So ganz nebenbei, wird Verbrennung wirklich grün durch eine (Um)Definition? Können wir dann nicht einfach das gesamte Fossilbrennstoffspektrum als grün deklarieren?
JCW schrieb:
„In dem Schaubild oben ist das doch ausführlich dargestellt: Der Kohlenstoff würde sich dann in einem Kreislauf befinden“
Oh ja, und im Aldikatalog hatte die Balkonsolaranlage 600W. Beides stimmt nicht ansatzweise.
Es gibt keine, in Worten: gar keine, Abscheidungsanlage, welche 100% abscheiden kann. Die richtig guten Anlagen schaffen derzeit ca.10%. Wieviel Prozent des erzeugten Kohlendioxids landen demzufolge direkt in der Luft?
Im Prinzip hast du die Frage nach der Sinnhaftigkeit ohnehin schon selbst beantwortet:
„Mir erscheint das vor allem wenig energieeffizient.“
Um aus Methan wieder Methan zu machen, müssen wir mehr Energie aufwenden als wir herausbekommen. Ansonsten wäre das ein Perpetuum Mobile. Um aus Kohlendioxid in der Luft Methan zu machen, brauchen wir mehr Energie als wir historisch bereits durch die Verbrennung entzogen haben.
Wir haben bereits irgendwo im 50% Bereich der freigewordenen Energie genutzt, müssen aber 100% zuzüglich der Verluste aufwenden, um diesen Vorgang umzukehren. Wir müssten demzufolge ca. 300% der uns zur Verfügung gewordenen Energie aufwenden, die dieser Prozess benötigt. Aber glücklicherweise gibt es eine einfache Lösung für das Debakel: Wir verbrennen einfach viel mehr Methan um dies auszugleichen.
4-5x mehr sollte die entstandene Lücke ausgleichen. Aber keine Angst, wie erwähnt, gewinnen wir nur ca 10% real zurück und haben damit den Faktor 10. Da ist kein Kreislauf. Außer, man würde die Abgasrückzirkulation im modernen Verbrennungsmotor ebenfalls als einen Kreislauf bezeichnen.
Interessant ist doch der Vergleich mit Erdöl oder -gas. Ich habe mal nachgerechnet: Wenn das Barrel Öl (157l, Energieinhalt 1 BOE=6,1 Mio kJ oder 1700kWh) zu 80€ gehandelt wird, dann bedeutet das 4,7ct/kWh. Um das Erdöl nutzbar zu machen, muss es noch in Raffinerieprodukte umgewandelt werden, was die Kosten der direkt nutzbaren Ware etwa verdoppelt.
1kg direkt nutzbarer Wasserstoff enthält 33kWh. Wenn der per Pipeline 1€ kostet, bedeutet das 3,3ct/kWh. Das wäre wesentlich günstiger als Erdöl, wobei dieses derzeit im Preis eher sehr hoch ist. Die kostengünstigsten Fördermöglichkeiten in Arabien könnten immer noch für 10-20€/barrel liefern.
Man korrigiere mich bitte, wenn ich mich da verrechnet habe. Wenn die Zahlen so stimmen, dann wundere ich mich, warum wir das nicht längst haben.
Außerdem habe ich mal ausgerechnet, was 45TWh Wasserstoff (im Jahr 2030) an Elektrolyseleistung benötigen würden. Man braucht ca. 75TWh Strom, um Wasserstoff mit 45TWh herzustellen. Angenommen, man könnte die Anlagen 5000h/Jahr mit einem Mix aus Wind- und Solarstrom mit voller Leistung laufen lassen, bräuchte man also eine installierte Leistung von 75/5000=15GW. Das ganze in 7 Jahren bedeutete ein Installationsaufwand von im Durchschnitt 2GW pro Jahr, am Anfang natürlich weniger, dafür am Ende entsprechend mehr. Zu schaffen wäre das, aber man müsste halt mal damit anfangen. Statt dessen wird immer noch viel Geld in Dienstwagenprivileg, fette SUVs, Autobahnbau und ähnlichen Mist gesteckt. Man sieht, wer die Lobbymacht in Deutschland hat. Und wem in der Politik wir das verdanken, dass sich daran nichts ändert, ist wohl auch ziemlich klar.
Nun, die 1€/ kG Wasserstoff sind nur die Transportkosten. Da kommen dann die Kosten für die Herstellung noch oben drauf.
Da hat Christian wohl recht. Das ist im Artikel unklar formuliert, aber mich haben diese niedrigen Kosten auch gewundert. Also: Der Vergleich mit dem Erdölpreis ist wertlos.
Die „Wasserstoffstrategie“ ist ein Kind der Politik. Aus meiner Sicht steht die bisher angedachte Vorgehensweise auf sehr wackligen Beinen.
Wasserstoff ist ökonomisch in naher Zukunft als Energieträger nicht konkurrenzfähig. Das sollte Fragen aufwerfen, zumindest spätestens dann wenn große Investitionen anstehen.
Die Grundlage für die Produktion von Wasserstoff ist eine deutlich fortgeschrittene erneuerbare Energieerzeugung. Die Regierung hat zwar ambitionierte Ausbaupläne, allerdings reichen diese längst nicht aus, wenn man die CO2 Neutralität bis 2045 ernst nimmt. Laut einer Studie der Uni Aachen reduziert sich der Primärenergieverbrauch in Deutschland bei 100% EE auf ca. 1800 Terrawattstunden/Jahr. Effizienzsteigerungen im Verkehr, etc. machen das möglich. Wenn man von einer Verdreifachung der Windenergie ausgeht, die in der Fläche begrenzt ist, dann braucht beim Solarstrom das 18(!) -fache der aktuellen Stromproduktion.
Die EE-Erzeugung ist die Grundlage für alle weiteren grüne Technologien. Das wäre ein jährlicher Zubau in einer Größenordnung von roundabout 100GW! Die Regierung plant 20GW und selbst da ist noch offen, ob das wie geplant umsetzbar ist.
Wenn es aber keinerlei realistisches Szenario für eine ausreichende EE-Erzeugung gibt, wie rechtfertigt man dann große Investitionen in Wasserstoffnetze etc.? Zumindest müssten wirklich alle Anstrengungen dahin gehen, dass das Zubauvolumen massiv zunimmt. Erst wenn das zumindest in Aussicht steht kann und muss man auch weitere Schritte planen. Wasserstoff ist dabei ein Baustein, Batterietechnologien werden sich auch immer wieder neu einsortieren, weil hier Technologiesprünge zu erwarten sind.
Bei einem massiven Ausbau der EE gibt es sehr viele Gelegenheiten, die Wasserstofferzeugung schrittweise zu integrieren und zu erforschen. Es bietet sich logischerweise an, zuerst Erzeugungspeaks an diversen Netzknoten zu reduzieren. Überschuss in großen Mengen sinnvoll zu verwerten und den Strom langfristig speicherfähig zu machen versetzt ja die Wasserstofferzeugung in die Pole-Position der Speichertechnologien.
Wie auch immer. Geht es aktuell darum, dass man einen ausreichenden Zubau an EE in Deutschland politisch für nicht umsetzbar hält? Setzt man deswegen aufweine Produktion in südlichen Gefilden? Falls dem so ist, hat man das technologisch und ökonomisch ausreichend geprüft? Offensichtlich nicht.
Wie sieht es mit einer Förderung für Speicherprojekte in Deutschland aus?
Wie soll der weitere geplante Zubau gewährleistet werden? Warum wird nicht kommuniziert, dass der geplante Ausbau längst nicht ausreicht?
Das prägnanteste Merkmal der Politik ist nach wie vor Flickschusterei. Die große Transformation unseres Energiesystems wird sie nicht im Ansatz leisten können. Vor allem wenn die Anforderungen derartig groß und komplex sind. Komplexe dynamische Prozesse können nur gelingen, wenn der entscheidende Antrieb von der Basis kommt. Dazu braucht es eine Politik, welche die Menschen für große Veränderungen begeistern kann. Dafür braucht es hohe Kompetenz und Erklärungswillen. Dafür braucht es Persönlichkeiten.
Davon ist auf weiter Flur nichts zu erkennen. Die Technologien sind greifbar, die ökonomischen Argumente sind da, es gibt die grundsätzliche Erkenntnis, dass Veränderungen dringend notwendig sind. Noch nie waren die Fakten so eindeutig auf Seite der EE. Aber es gibt leider absolut niemanden, der es schafft, aus diesen Dingen ein Ganzes zu machen und das dann entsprechend zu kommunizieren.
Die Grünen machen eine stümperhafte Klimapolitik und werden leider nichts Entscheidendes verbessern. Sie betreiben Marketing in eigener Sache und werden scheitern. Dazu werden sie massiven wirtschaftlichen Schaden anrichten und jegliches Vertrauen verspielen, das wir eigentlich am dringendsten für die Sache bräuchten.
Der Blick in den Abgrund tut sich auf und wir gehen gerade den entscheidenden Schritt weiter.
Ob Pipline wirklich günstiger ist:
• Es benötigt auch Verteilnetze
• Wir brauchen mehrere Route für verschiedenen Lieferanten und um geopolitisch unabhängig zu sein
• Und wir haben ein Ziel bis 2045co2 frei zu sein, also die Pipeline muss in den nächsten 10 Jahre stehen damit wird dann noch 10 Jahre Zeit haben umzustellen
„Wasserstoff ist ökonomisch in naher Zukunft als Energieträger nicht konkurrenzfähig.“
Nennen Sie uns einen anderen CO2-freien Energieträger für die Zukunft.
Wasserstoff (und seine Derivate) wird darum die Lösung sein, weil es schlicht keine brauchbare Alternative als im grossen Stil speicher- und transportierbaren Energieträger gibt.
@Rudi Maas: Sehr guter Beitrag. Das sehe ich ähnlich wie er und unterstelle der Politik insofern Blauäugigkeit, als dass sie sich offenbar schlecht beraten läßt. Die Ausbauziele für Wind- und Solar sind viel zu niedrig angesetzt und darüber möchte ich gerne streiten. „Laut einer Studie der Uni Aachen reduziert sich der Primärenergieverbrauch in Deutschland bei 100% EE auf ca. 1800 Terrawattstunden/Jahr.“ Das scheint mir eine vernünftige Annahme, welche das Fraunhofer-Umsicht mit einer Spannbreite von 1.300 bis 3.000 Terrawattstunden/Jahr beziffert.
Diese Menge könnte man locker mit Onshore-Wind und Solarkraft auf heimischen Boden schaffen. Warum wird das nicht von der Politik offenbar nicht gesehen, gewollt?
Ich nehme mal Gas, hat in den letzten 5 Jahren zwischen 1,5 und 6 cent/ kWh für die Industrie gekostet und etwas mehr für die Haushalte.
Wenn wir keine Abwanderung von Industrie wollen, benötigen wir eine Energie wo mit Gas mithalten kann. Und das sehe ich nicht!
Im Normalfalls Solarstrom oder Windstrom. Wenn beide nicht zur Verfügung stehen, als Notlösung Strom aus irgend einem Energiespeicher, wie z.B. Speicherseen, Gas- und H2-Speicher, Redox-Flow-Speicher.
Solange fossiles Gas weiterhin derart subventioniert wird, werden es die schonenderen Alternativen ziemlich schwer haben.
Die Regierung täte gut daran, endlich eine klare Sprache zur Zukunft fossiler Subventionen zu finden. Deckel hin und her, immer wieder „noch etwas länger“, „nur noch diese Periode“, „das geht jetzt gerade nicht, weil XYZ“. Es findet sich ausnahmslos IMMER irgendein Grund, weiter zu verfeuern.
Dann könnte auch „die Industrie“ endlich mit belastbaren Fakten kalkulieren. Derzeit scheint es opportuner, nach staatlicher Unterstützung zu betteln. Das ist unwürdig.
Das gleiche Rumgeeiere mit mit der Umsatzsteuer. Je mehr von diesen „Preiseingriffen“ staatlicherseits stattfinden, desto schwieriger kommt man da wieder heraus. Diese ständigen Eingriffe in die Preisstrukturen sind auf Dauer ein Problem, vor allem bei Produkten, die ganz vorn in der Wertschöpfungskette liegen wie Energie. Sozial wäre es, das zu beenden. So wie es heute mit den Deckeln und Steuern gestaltet ist, ist es letztlich eine als sozial getarnte Umverteilung von unten nach oben.
Markus Müller Wir benötigen Speicher wenn zu viel Energie das ist und wir benötigen Speicher wenn zu wenig Energie von Sonne und Wind kommt. Aktuell ist dies dies teuer teuer teuer teuer
Es ist doch immer eine Mischkalkulation: Der größte Teil der Energie aus PV und Wind wird sehr günstig (billiger als Kohle- oder Nuklearstrom) direkt verbraucht. Für einen Anteil von 10% braucht man Strom aus Batterien, der im Anwendungsfall und den Kosten etwa dem Strom aus Gas entspricht. Weitere 20% kommen aus Wasserstoff, der (wenn man die externen Kosten nicht berücksichtigt) teurer ist, als der Strom, den er ersetzt. Das ist aber kein ökonomischer Suizid, sondern eine Verteuerung, die wirtschaftlich tragbar ist. Durch die Kostensteigerungen angestoßene Effizienzgewinne (z.B. bessere Wärmedämmung von Häusern) werden diese Verteuerung bald kompensieren. Vielleicht wird es weniger Energieverschwendung durch zu große, schwere Autos u.ä. geben, aber das trifft mich nicht. Das habe ich sowieso nie gemacht, und mit Leuten, die dazu neigen, habe ich auch kein Mitleid.
„Nennen Sie uns einen anderen CO2-freien Energieträger für die Zukunft.
Wasserstoff (und seine Derivate) wird darum die Lösung sein, weil es schlicht keine brauchbare Alternative als im grossen Stil speicher- und transportierbaren Energieträger gibt.“
Richtig. Den gibt es nicht. Wenn wir ökonomischen Suicid begehen wird das auch ganz sicher keine CO2 freie Nation. Weiter haben wir eine neue massive politische Blockbildung. Eine globale Lösung ist also auch in weiter Ferne. Hätten wir jetzt 2012, dann würde ich noch eine Chance sehen.
Für Kompromisse ist nicht mehr die geringste Zeit, doch Demokratie braucht Zeit und macht Kompromisse. Dazu fehlt in der Regierung jegliche ökonomische Kompetenz. Jetzt kann nur noch jeder selbst schauen, dass er aus eigener Sicht das richtige tut. Eine große Lösung wird es nicht mehr geben.