# taz.de -- Neue Aufgabe für alte Gasnetze
       
       > Wo heute noch Erdgas strömt, soll es in Zukunft der Wasserstoff sein. Ein
       > universeller Energiespeicher beflügelt die Fantasie der Energiewirtschaft
       > – nicht zum ersten Mal
       
   IMG Bild: Modell eines Wasserstoffmoleküls. Wasserstoff ist das häufigste chemische Element im Universum – aber nicht in der Erdrinde
       
       Von Bernward Janzing
       
       Zwei Anteile Wasserstoff, ein Anteil Sauerstoff, schon hat man eine
       energiegeladene Mischung. Im Chemieunterricht hat man diese eindrucksvoll
       unter dem Namen Knallgas erlebt. Will man Energie gewinnen, reicht
       allerdings der Wasserstoff – nur kann man ihn im Gegensatz zu Kohle oder
       Erdgas nicht einfach aus der Erde holen, da es ihn in der Natur in
       isolierter Form praktisch nicht gibt.
       
       Wer Wasserstoff nutzen will, muss ihn deshalb erst erzeugen. Und das – man
       ahnt es – braucht viel Energie. Wasserstoff ist folglich keine
       Energiequelle im Sinne einer Primärenergie. Das Gas ist nur ein
       Energiespeicher. Wasserstoff ist funktionell eher mit Batterien und
       Pumpspeichern vergleichbar als mit Erdgas und Kohle. Nicht immer wird das
       in der öffentlichen Debatte ausreichend differenziert. Deshalb noch mal zum
       Mitschreiben: Wasserstoff ist ein Speicher – nicht mehr, aber auch nicht
       weniger.
       
       Neue Speicher werden wir brauchen, wenn wir immer mehr schwankende
       Stromerzeuger wie Wind und Sonne nutzen und zugleich immer weniger auf die
       in Kohle und Erdgas fossil gespeicherte Energie zurückgreifen wollen. So
       liegt es nahe, Strom in Zeiten des Überflusses zu verwenden, um Wasserstoff
       zu erzeugen: Das gelingt durch Auftrennung von Wassermolekülen (chemisch
       H2O) in ihre Grundbausteine. Und das sind dann wieder die bereits bekannten
       zwei Anteile Wasserstoff (H2) und der eine Anteil Sauerstoff (O). Das
       Knallgas eben. Das dafür eingesetzte Gerät ist der Elektrolyseur. Man kann
       zwar auch Wasserstoff aus Erdgas erzeugen, aber dafür braucht man eben
       weiterhin fossile Energie und es entsteht zudem CO2 – ist also nicht das,
       was eine wirklich „grüne“ Wasserstoffwirtschaft auszeichnet.
       
       Der Gedanke, mit Wasserstoff die Energiewelt zu revolutionieren und
       gleichermaßen zu ökologisieren, ist nicht neu. Bereits im Jahr 1986, als
       literarische Standardwerke noch nüchterne Titel haben durften, erschien das
       Buch „Wasserstoff als Energieträger“. Der Spiegel adelte dieses bald zur
       „Bibel des neuen Zeitalters“. Autoren waren die beiden Wissenschaftler
       Carl-Jochen Winter und Joachim Nitsch, die „klügsten Anwälte, die Sonne und
       Wasserstoff im Lande haben“, wie seinerzeit das Magazin schrieb.
       
       Diese Einschätzung war durchaus angemessen. Denn die beiden Wissenschaftler
       am DLR, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (das damals noch
       DFVLR hieß), tüftelten seit den 1970er Jahren an der Energierevolution. In
       den Sonnengürteln der Erde wollten sie Wasserstoff erzeugen und diesen per
       Tankschiff – wie man es heute mit verflüssigtem Erdgas macht – in die
       Industrieländer bringen.
       
       Bald nahm sich auch Ludwig Bölkow des Themas an, der Gründer des
       gleichnamigen Flugzeugherstellers, welcher später im MBB-Konzern
       (Messerschmitt-Bölkow-Blohm) aufging. So wurde Bölkow in den 1980er Jahren
       zum industriellen Vordenker des solaren Wasserstoffs. Zugleich aber kam
       bereits die grundsätzliche Frage auf, wie sinnvoll es eigentlich ist, die
       Abhängigkeit Europas von arabischen Ölländern zu lösen und synchron eine
       neue Abhängigkeit zu schaffen – diesmal von afrikanischen Sonnenstaaten mit
       extrem hohem Korruptionsindex. Diese Frage begleitet die Debatte bis heute.
       
       Greifbar werden sollte die Vision von der neuen Energiewelt einstweilen im
       Inland, in Neunburg vorm Wald in der Oberpfalz. Die
       Solar-Wasserstoff-Bayern GmbH, hinter der das Bayernwerk (heute zu Eon
       gehörend) sowie die Unternehmen BMW, Linde, MBB und Siemens standen,
       errichtete im Jahr 1987 eine Photovoltaikanlage mit einer für damalige
       Zeiten gigantischen Leistung von 370 Kilowatt. Zwei Elektrolyseure nutzten
       den Strom, um Wasserstoff zu erzeugen. Das universelle Speichermedium
       schien geboren. Per Brennstoffzelle konnte man den Wasserstoff wieder
       verstromen, aber auch eine Wasserstofftankstelle gab es vor Ort. Dort
       konnte ein BMW 735i mit Wasserstoff-Verbrennungsmotor in vier Minuten mit
       flüssigem Wasserstoff von minus 250 Grad Celsius voll betankt werden.
       
       Doch die Zeit war noch nicht reif für dieses Konzept. Bald musste die
       Projektgesellschaft bilanzieren, dass „solar erzeugter Wasserstoff im
       Vergleich mit herkömmlichen Energiesystemen noch sehr teuer und damit weit
       davon entfernt ist, wirtschaftlich zu sein“. So erfüllten sich die
       Hoffnungen, die man in der frühen Phase nach der Tschernobyl-Katastrophe
       vom April 1986 in den Wasserstoff gesetzt hatte, einstweilen nicht.
       
       Heute nehmen Politik und Unternehmen in Deutschland einen neuen Anlauf. Nun
       getrieben durch rasant gestiegene Anteile von Photovoltaik und Windstrom im
       Netz, politisch forciert im Zuge von Atom- und Kohleausstieg. Denn Gase
       haben einen enormen Vorteil gegenüber anderen Speichern: Sie können auf
       eine bestehende Infrastruktur zurückgreifen – auf eine leistungsstarke
       zudem.
       
       Schließlich verfügt Deutschland über ein Gasnetz von beachtlichem Ausmaß
       mitsamt riesigen Speicherkapazitäten. Während alle Stromspeicher in
       Deutschland zusammen gerade ausreichen, um den Strombedarf im Land für eine
       Dreiviertelstunde zu decken, fassen die bestehenden Gasspeicher das Gas für
       drei Monate.
       
       Diese Strukturen für die Energiewende zu erschließen ist also ein durchaus
       charmanter Gedanke. Gelingen kann das mit zwei verschiedenen Gasen, die
       jeweils Vor- und Nachteile haben: Wasserstoff und Methan. Der Wasserstoff
       hat den Nachteil, dass man ihn – bisher – nur bis zu einem begrenzten
       Prozentsatz in die Netze einspeisen kann. Methan kennt eine solche Grenze
       hingegen nicht, denn genau wie Erdgas kann man es synthetisch mit Ökostrom
       erzeugen, indem man den Wasserstoff mit Kohlenstoff (welcher aus CO2
       gewonnen wird) verbindet. Der Nachteil gegenüber Wasserstoff: Der weitere
       Prozessschritt erzeugt weitere Energieverluste.
       
       Also liegt nun in Politik und Energiewirtschaft der Wasserstoff vorne. Die
       Gaswirtschaft arbeitet daran, ihre Netze für mehr Wasserstoff fit zu
       machen. Bislang sind je nach Netzabschnitt mal bis zu 2 Prozent, mal sogar
       bis beinahe 10 Prozent Beimischung möglich. Im vergangenen Jahr kündigte
       der DVGW, der technische Fachverband der Branche, ein neues Regelwerk an,
       das „eine Zielgröße von etwa 20 Volumenprozent Wasserstoffeinspeisung“
       anpeilt. Dafür sind einige Komponenten der Infrastruktur umzurüsten, denn
       manche Werkstoffe, aus denen die Leitungen, Verdichterstationen und
       Gasspeicher bestehen, werden durch zu hohe Wasserstoffkonzentrationen
       angegriffen.
       
       Selbst die Umrüstung des Netzes für 100 Prozent Wasserstoff ist machbar.
       Die deutschen Fernleitungsbetreiber stellten Anfang 2020 ihr „visionäres
       H2-Netz“ vor: Leitungen mit einer Gesamtlänge von etwa 5.900 Kilometern
       sollen für den Transport reinen Wasserstoffs hergerichtet werden. 90
       Prozent davon seien bestehendes Netz, das entsprechend ertüchtigt werde,
       erklärt die Vereinigung der Fernleitungsnetzbetreiber Gas (FNB Gas), nur
       ein kleiner Rest müsse neu gebaut werden. Die FNB Gas setzt darauf, dass es
       Wasserstoff aus überschüssigem Ökostrom in steigendem Maße geben wird:
       Erzeugungskapazitäten mit einer Leistung von 1,5 Gigawatt seien im Jahr
       2025 realistisch. Im Jahr 2030 könnten es bereits 7,5 Gigawatt sein – und
       die deutschen Anlagenhersteller dann womöglich Weltmarktführer.
       
       Der gespeicherte Wasserstoff kann vielfältig genutzt werden, zum Beispiel
       in Fahrzeugen mit Brennstoffzelle. Diese sind genau genommen auch
       Elektroautos, da sie einen Elektromotor haben, aber sie erzeugen den Strom
       erst beim Fahren. Die Vorteile der Wasserstoffautos: Das Tanken geht
       schnell, die Tankfüllung hält lange, und es gibt keine schweren Batterien.
       Längst wird der Wasserstoff nicht mehr durch Kälte verflüssigt, man nutzt
       heute Drucktanks bis 700 bar. Der Nachteil: Die Fahrzeuge sind bisher noch
       erheblich teurer als die Batterieflitzer.
       
       Für Lkws unterdessen, bei denen der Einsatz von Batterien für den Antrieb
       kaum praktikabel ist, könnte der Wasserstoff die Option der Wahl sein. Die
       Zulieferindustrie setzt darauf: Die Firma Bosch gab im Frühjahr 2019
       bekannt, sie werde künftig das Herzstück der Brennstoffzelle, die Stacks,
       entwickeln. Auch für die Bahn ist die Brennstoffzelle auf nicht
       elektrifizierten Strecken eine Option: Der französische Bahnkonzern Alstom
       hat seit 2018 seinen Wasserstoffzug „Coradia iLint“ auf einer Strecke in
       Norddeutschland im Fahrplanbetrieb. Weitere Linien werden folgen, etwa im
       Raum Frankfurt-Taunus, wo der Rhein-Main-Verkehrsverbund mit 27
       Regionalzügen die größte Wasserstoffflotte der Welt einzusetzen plant.
       
       Aber auch für Pkws soll der Wasserstoff an Bedeutung gewinnen – das hoffen
       zumindest einige Unternehmen. Die Firmen Air Liquide, Daimler, Linde, OMV,
       Shell und Total haben im Jahr 2015 die Betreibergesellschaft H2 Mobility
       Deutschland gegründet. Seither bauen sie Wasserstofftankstellen auf; 86
       gibt es inzwischen in Deutschland.
       
       Doch wird der Wasserstoff sich durchsetzen – im Verkehr, in der
       Stromwirtschaft, im Gebäudesektor? In der öffentlichen Debatte thront über
       dieser Frage stets jene des Wirkungsgrades, die Frage der Effizienz. Die
       Energieausbeute bei der Wasserstofferzeugung erreicht heute 80 Prozent. Das
       ist nicht schlecht. Wird der Wasserstoff dann wieder verstromt, geht
       allerdings nochmals die Hälfte der Energie verloren. So erreicht die
       Prozesskette Strom – Wasserstoff – Rückverstromung einen Gesamtwirkungsgrad
       von nur etwa 40 Prozent. Im Vergleich dazu ist die Batterie ein deutlich
       besserer Speicher.
       
       Aber ist das nun das entscheidende Kriterium? Vollblut-Ingenieure hören es
       vermutlich nicht gern, gesagt werden muss es dennoch: Über die Frage,
       welcher Energiespeicher sich am Ende in welchen Sektoren durchsetzt, wird
       nicht stur der technische Wirkungsgrad entscheiden. Durchsetzen wird sich
       vielmehr jene Technik, die am wirtschaftlichsten ist. Dafür sind geringe
       Umwandlungsverluste zwar ein wichtiger Faktor – aber eben nicht der
       einzige.
       
       Ökonomisch wird nämlich auch zählen, welche Infrastruktur aus dem alten
       Energiesystem weiterhin nutzbar ist. Eine starke Triebfeder der
       Wasserstoffwirtschaft ist damit gegeben: das bestehende Erdgasnetz.
       
       31 Oct 2020
       
       ## AUTOREN
       
   DIR Bernward Janzing
       
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