Meinungsbeitrag: Wasserstoff wird die Ökologisierung von Transporten über die Straße nicht beschleunigen – sondern eher verlangsamen

Roeland Reesinck ist ein Berater zum Thema Energiewende

Wasserstoff wird die Ökologisierung von Transporten über die Straße nicht beschleunigen – sondern eher verlangsamen

In der letzten Woche hat die Europäische Kommission einen ehrgeizigen Plan zur Förderung der Wasserstoffproduktion innerhalb und außerhalb Europas veröffentlicht. Am Tag zuvor kündigte der Rotterdamer Hafen das Vorhaben an, 1000 wasserstoffbetriebene Lkw auf die Straße zu bringen. In der Zwischenzeit sorgten in Amerika die Aktien des Wasserstoff-Lkw-Herstellers Nikola für Schlagzeilen in der Finanzpresse. Sein Marktwert stieg auf über $ 20 Mrd., ohne dass das Unternehmen einen einzigen Lkw produziert hatte.

Die Bedeutung von grünem Wasserstoff – also Wasserstoff, der durch Elektrolyse von Wasser hergestellt wird, wobei für die Elektrolyse ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energien zum Einsatz kommt – kann gar nicht überbewertet werden.

Beispielsweise gibt es keinen anderen grünen Brennstoff, der in der Lage ist, die Anforderungen der spritfressenden Luft- und Schifffahrt zu erfüllen. Gleiches gilt für viele industrielle Prozesse und Produkte. Darüber hinaus kann Energie in Form von Wasserstoff für die Zeiten gespeichert werden, in denen der Wind nicht weht und die Sonne nicht scheint.

Doch Wasserstoff kann auch auf die falsche Weise verwendet werden. Beispielsweise erfordert das Heizen mit Wasserstoff im Vergleich zum Heizen mit elektrischen Wärmepumpen in Kombination mit Heizkesseln und Wärmepuffern dreimal so viel Strom. Und Straßentransporte mit wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen führen nicht zu einer Beschleunigung der Energiewende, sondern eher zu einer Verlangsamung.

Das Problem ist Folgendes: Um Transportfahrzeuge mit Wasserstoff betreiben zu können, muss dieser Wasserstoff verdichtet, gespeichert, transportiert und in die Fahrzeuge getankt werden. Das Fahrzeug wandelt den Wasserstoff über eine Brennstoffzelle, die elektrische Leistung an einen Elektromotor abgibt, wieder in Wasser um. Ein großer Teil der Energie, nahezu zwei Drittel, geht verloren. Nach der Elektrolyse verbleibt nur noch 75 % der eingesetzten Wind- oder Solarenergie. Nach Verdichtung und Transport sind weniger als 65 % übrig. Und schließlich wandelt die Brennstoffzelle effektiv nur 30 bis 35 % des Energieinhalts von Wasserstoff in Elektrizität um. In jeder Phase wird Restwärme erzeugt, die kaum zu verwenden ist.

„Die Batterieindustrie hat sich in den letzten Jahren sehr viel schneller entwickelt als die Wasserstoffindustrie.“

Volkswagen veröffentlichte einen Vergleich mit gewöhnlichen Elektroautos (batterieelektrische Fahrzeuge). Diese batteriebetriebenen Fahrzeuge, die über das Stromnetz aufgeladen werden, nutzen 80 % der produzierten Elektrizität. Volkswagen berücksichtigt ein bestimmtes Maß an Energieverlust, da das Laden manchmal, wenn keine Solar- oder Windenergie zur Verfügung steht, von einer externen Batterie erfolgt. Daher setzt VW die Energienutzung bei rund 76 % an. Das ergibt einen großen Unterschied: Eine Windturbine kann 1000 Elektroautos antreiben, aber weniger als 400 wasserstoffbetriebene Autos. Deshalb geben nahezu alle europäischen und amerikanischen Fahrzeughersteller zu Recht die Entwicklung von wasserstoffbetriebenen Autos auf.

Das Gleiche gilt auch für Lieferwagen, Busse und Lkw, die mit Wasserstoff betrieben werden, und sogar für Züge und Frachtkähne. In jedem Fall werden zwei Drittel der eingesetzten Energie einfach weggeworfen. Bei Batterien geht weniger als ein Viertel verloren. Wirtschaftsexperten der ING Bank prognostizieren, dass die gesamte Beförderung über die Straße, einschließlich Schwerlasttransporten, dank des Elektroantriebs in den nächsten Jahren deutlich energieeffizienter und billiger werden, da die Batterien immer leichter und kostengünstiger werden (und vor allem bald – und das ist nicht unerheblich – ohne das umstrittene Kobalt).

Kaum effizienter
Die Batterieindustrie entwickelt sich sehr viel schneller als die Wasserstoffindustrie. In den letzten zehn Jahren konnte die Effizienz von Elektrolyse und Brennstoffzellen kaum gesteigert werden. In der Zwischenzeit sind Lithium-Batterien über 100 % leistungsfähiger geworden (in gespeicherten Kilowattstunden pro Kilogramm). Und all dies zu weniger als dem halben Preis für eine gespeicherte Kilowattstunde. Die Entwicklung beschleunigt sich weiterhin.

Eine vollständig neue Generation von Lithium-Batterien (Lithium-Polymer und Lithium-Schwefel) ist auf dem Weg. Im Bereich Flussbatterien für externe Großspeicher finden wichtige Entwicklungen statt. Es gibt eine ganze Reihe von Technologien, die Energie mit weitaus weniger Energieverlust speichern können und deren Kosten und Gewicht immer weiter abnehmen.

Es ist auch besser, Wasserstoff als Energieträger für Kraftwerke zu produzieren, um das Stromnetz an Tagen zu versorgen, an denen kein Wind weht oder keine Sonne scheint. Das ist weitaus effizienter, als Fahrzeuge (und Lkw) die ganze Zeit mit Wasserstoff zu betanken.

Ein weiteres schwerwiegendes Missverständnis ist, dass es möglich wäre, Wasserstoff lediglich während der Zeiträume zu produzieren, in denen eine Überproduktion von durch Sonne oder Wind erzeugten Strom vorliegt. Elektrolyseanlagen sind hierfür viel zu teuer. Damit sie sich rentieren, müssen sie tausende Betriebsstunden im Jahr laufen können.

Shell regte kürzlich an, dass deshalb spezielle Wind- und Solarparks für die Produktion von Wasserstoff gebaut werden sollten. Doch diese können dann nicht mehr verwendet werden, um die Bereitstellung von grünem Strom auszuweiten, was dringend erforderlich ist.

Es wird häufig argumentiert, dass das aktuelle Stromnetz nicht in der Lage sein wird, den zukünftigen Bedarf zu bewältigen. Das stimmt, doch in den letzten hundert Jahren wurden neue Stromleitungen immer nach Bedarf verlegt. Und die nationalen und regionalen Stromversorger werden das auch in Zukunft so fortsetzen, nur mit einem höheren Tempo.

Veraltete Technologie
Wir müssen sicherlich Investitionen tätigen, um die Elektrolyse für die Herstellung von grünem Wasserstoff besser und günstiger zu machen. Doch wir müssen aufhören, die wirklich unwirtschaftliche und veraltete Wasserstoffbrennstoffzellen-Technologie auf Kosten der Ökologisierung der Energieversorgung zu fördern. Stattdessen müssen wir die Entwicklung weitaus effizienterer batterieelektrischer Fahrzeuge vorantreiben – beispielsweise durch den Bau von Schnellladestationen für Elektro-Lkw an Autobahnen, so dass die Lkw mit relativ leichten Batteriesätzen fahren können.

Die Niederlande sind im Bereich Lade-Infrastruktur und Elektrobusse führend. Sie können auch die Führung im Bereich elektrischer Güterverkehr übernehmen. Das kommt dem Klima, der Wirtschaft und dem Steuerzahler zugute.

Roeland Reesinck

Quelle: Financieel Dagblad, 13. Juli 2020, Niederlande