www.itsHYtime home -> HYDROGEN time

it's HYtime

Von

Carl-Jochen Winter, Überlingen

         Professor Dr.-Ing. C.-J. Winter, Obere St.-Leonhardstr. 9, 88662 Überlingen, T/F +49 7551 944 5940/1,   cjwinter.energon @ t-online.de         

Energie braucht Zeit! Immer hat es viele Jahrzehnte gedauert bis zu halben Jahrhunderten, bevor eine jeweils neue Energie dem Energiemix der Menschheit erste signifikante Beiträge lieferte. Das war im ausgehenden 18. Jahrhundert so, als industriell ausgebeutete Kohle die bis dahin ausschließlich genutzten erneuerbaren Energien der ersten solaren Zivilisation ablöste und die Industrialisierung der Welt einleitete; das wiederholte sich ein Jahrhundert später, als Mineralöl und Erdgas begannen, Kohle aus den Hausheizungen oder von den Lokomotiven der Eisenbahnen zu verdrängen, die Automobilisierung setzte ein; schließlich ereignete sich das erneut, als Mitte des 20. Jahrhunderts Kernspaltungsenergie aufkam: Nach der ersten Kernspaltung 1938 durch Otto Hahn in Berlin sind mehr als 6 Jahrzehnte vergangen, und Kernspaltungsenergie steht weltweit bei ca. 7 % Primärenergieäquivalent. Energiemärkte sind Jahrhundertwerke!

Es spricht nichts dagegen, dass auch die im 21. Jahrhundert erwarteten neuen Energien ihre Jahrzehnte hinter sich bringen müssen, bevor sie erste spürbare Marktauftritte haben werden: Effizienzgewinne durch rationelle Energiewandlung und rationelle Energieanwendung, alle Arten von erneuerbaren Energien jetzt der zweiten solaren Zivilisation, und Wasserstoff als Energieträger. Alle folgen den klassischen S-förmigen Marktverläufen, die in der Regel mit bescheidenen Gradienten beginnen, bis sie nach einem Wendepunkt den selbsttragenden Markt erreicht haben, der nach einem zweiten Wendepunkt langsam in die Sättigung übergeht. 30, 40, manchmal 50 Jahre für den kompletten Prozess von der ersten Innovation bis zur Sättigung sind nicht ungewöhnlich.

Alle Erfahrung aus der Entwicklung der Welt-Energiewirtschaft zeigt, dass am Prinzip dieser S-Verläufe oder gar an der Beschleunigung der Marktdurchdringung wenig Entscheidendes geändert werden kann. Die Konsequenz daraus kann folglich nur heißen, frühzeitig die Innovation zu beginnen und sie unbeirrt von Rückschlägen zu verfolgen: Eigentlich ist es immer zu spät!

Nichts anderes heißt das für die beginnende Wasserstoff-Energiewirtschaft: It's HYtime (Hydrogen time) - es ist hohe Zeit, die Wege in die Wasserstoff-Energiewirtschaft aufzunehmen, sich auch von Irrwegen und Stolpersteinen nicht abhalten zu lassen und mit großer Beharrlichkeit „dranzubleiben”. Denn auch Wasserstoff und seine zugehörigen Energiewandler werden nicht morgen verfügbar sein und die Märkte des sauberen Transports und Verkehrs bestimmen, oder die exergetisch höchsteffizienten Zentralheizungs-Brennstoffzellen, die Blockheizkraftwerke des bevorstehenden vernetzten virtuellen Kraftwerksparks. Erinnern wir uns, 1922 wurden in Deutschland die ersten öffentlichen Benzintankstellen eröffnet, die flächendeckende Sättigung der Tankstellenpopulation war vielleicht in den 1960er Jahren erreicht. Zum Vergleich: 1999 gingen die ersten beiden Wasserstofftankstellen jeweils in München und in Hamburg in Betrieb, würden wieder Jahrzehnte bis zur Sättigung ins Land gehen, könnte der Automobilist ca. 2030 mit einer kompletten Wasserstoff-Tankstelleninfrastruktur rechnen. Und auch das nur, wenn wirklich ernsthaft und kontinuierlich an ihrem Aufbau gearbeitet würde.: Noch einmal, Energie braucht Zeit!

Das Zusammenwirken der Triade von Wirtschaft, Wissenschaft und Staat ist unerlässlich: Die Wissenschaft liefert die Grundlagen, die Innovationen, die erforschten Techniken und Anlagen; die Wirtschaft folgt den Marktkriterien, errichtet die Fertigungsstätten, baut und betreibt die Infrastrukturen; der Staat setzt die Rahmenbedingungen und fördert die Akzeptanz unter den Nutzern. All dies nicht nur national, denn Energie ist nichts nur Nationales, Energie und Energietechniken sind global: Deutschland ist ein gutes Beispiel für einen global energy player: Es ist Energieimportland zu mehr als zwei Dritteln seines Primärenergiebedarfs, und es ist starkes Exportland für Energietechniken und Energieanlagen. Es ist nicht erkennbar, dass sich daran Entscheidendes ändern würde!

Der Übergang in die Wasserstoff-Energiewirtschaft wird nicht in einer Sprungfunktion vor sich gehen, nie folgten energetische Entwicklungen Sprungfunktionen. Vielmehr ist mit starken Cons zu rechnen, denen für den Erfolg starke kompensierende Pros entgegenstehen müssen. Cons sind ohne Zweifel bestehende und bewährte Kohlenwasserstoff-Infrastrukturen im globalen Zusammenspiel. Keine Investition in Öl- oder Gasfelder, keine in die nächste Generation der Gasturbinen oder Hubkolbenmotoren, keine in die Energiewandler der Zentralheizungen wird ohne Not vor bestätigten Rekapitalisierung abgelöst werden. Und wenn die Ablösung ansteht, hat die nächste Generation der gewohnten Technik starkes Gewicht, das nicht leicht von der gänzlich neuen Wasserstofftechnik ausgehebelt werden wird. Und ein anderes starkes Argument, das es Wasserstoff und seinen Techniken nicht leicht macht: Automobile sind inzwischen nach EU IV bis an die Messbarkeitsgrenze umweltökologisch sauber geworden; Brennwertkessel sind energetisch höchst effizient geworden, wenn auch exergetisch unbefriedigend geblieben; Gasturbinenkraftwerke nähern sich 40 % elektrischem Wirkungsgrad, Dampfturbinenkraftwerke 50 % und Kombianlagen fast 60 %. - Weiterentwickelte Techniken nutzen Jahrhunderte alte Erfahrungen, das Ingenieurkorps geht in aller Regel nur dann von gewohnten Bahnen ab, wenn die Pro-Argumente unausweichlich sind.

Und wo liegen die Pros? Die solare Wasserstoff-Energiewirtschaft, die den Wasserstoff aus erneuerbaren Energien herstellt, ist über die ganze Länge der Energiewandlungskette umwelt- und klimaökologisch sauber. Wird mit dem Kyoto-Prozess über die ersten und auch nicht von allen Nationen der Welt getragenen Anfänge hinaus wirklich ernst gemacht, so muss die atmosphärische Konzentration von klimarelevanten Emissionen aus der überkommenen Kohlenwasserstoff-Energiewirtschaft um 60 - 80 % reduziert werden; dies geht nur über den Abschied von großen Teilen der Kohlenwasserstoffmärkte und den Eintritt in die Wasserstoffmärkte, jeweils einschließlich ihrer Energiewandler und -anlagen. - Und ein weiteres starkes Pro: In Zuge der fortgesetzten Auskohlung der Lagerstätten fossiler Energierohstoffe der Welt ist eine zunehmende Oligopolisierung der Öl- oder Gaslieferanten zu beobachten. Der Markt wird durch Energieverkäufer dominiert werden, immer weniger Verkäufer beliefern immer mehr Käufer. Die Lieferanten konzentrieren sich zudem in der "energiestrategischen Ellipse", die sich vom Golf über Irak, Iran, zentralasiatische Staaten bis hin nach Sibirien erstreckt, samt und sonders über Gebiete, die letztliche politische Stabilität noch vor sich haben - energiepolitisch keine befriedigende Situation. - Die Wasserstoff-Energiewirtschaft hingegen bietet Ubiquität, jede beliebige Primärenergie ist zur Herstellung von Wasserstoff geeignet, jede Weltregion kann zur Wasserstoffproduktion beitragen, wird Wasserstoff aus Kohle oder aus erneuerbaren Energien hergestellt, sind eine etwaige „Kohle-OPEC” oder auch eine „erneuerbare Energien-OPEC” sehr unwahrscheinlich - energiepolitisch deutlich stabilisierende Einsichten!

Ein anderes Pro ist die Fähigkeit von Wasserstoff, zur Dezentralisierung von Energie beizutragen. Das gewachsene und hoch verlässliche System der zentralen Energiewandlung von Primärenergierohstoffen in Primärenergien und Sekundärenergien, die flächendeckende Bereitstellung von Endenergien und Nutzenergien beim Nutzer wird ergänzt durch die Energiewandlung von transportfreien erneuerbaren Energien vor Ort und die exergetisch (Energie=Exergie+Anergie) effiziente simultane Bereitstellung von Strom und Wärme durch Brennstoffzellen. Der Hausbewohner und der Automobilist, jeweils mit Wasserstoff versorgten Brennstoffzellen im Keller und unter der Motorhaube, würden zu Strom- und Wärmelieferanten werden, wenn ihnen diese Aufgabe nicht durch die Profis abgenommen wird: Eine Professionalisierung des Endes der Energiewandlungskette steht bevor, dort, wo Nutzenergie in Energiedienstleistungen umgewandelt wird und virtuelle Kraftwerke entstehen, deren Kapazität durchaus in die Ränge der installierten Leistung in Deutschland hineinwachsen kann: Ein Gedankenspiel sagt, dass 20 Millionen Brennstoffzellen in Hausheizsystemen à 5 kWel gerade jene 100.000 MWel ergeben, die in Deutschland am Netz sind!

"Solarer Wasserstoff", also Wasserstoff aus allen Arten von erneuerbaren Energien, ist die ultima ratio, manche sagen die prima ratio! Die Energiewandlungskette ist über ihre gesamte Länge umwelt- und klimaökologisch sauber, Umwelt- und Klimakosten fallen nicht an. - Noch aber sind die Kapazitäten der Anlagen erneuerbarer Energien in der Welt viel zu klein, um zum Wasserstoffmarkt beitragen zu können. Auch ist fraglich, ob Strom aus Kraftwerken erneuerbarer Energien nicht unmittelbar im Strommarkt verkauft werden sollte, immerhin folgt mit der Elektrolyse zur Wasserstoffproduktion ein weiterer Energiewandlungsschritt, der bezahlt werden muss. Es muss wohl erwartet werden, dass in einer nicht kurzen Übergangszeit Wasserstoff aus fossilen Energierohstoffen oder Kernenergie hergestellt werden wird, dort, wo fossile Energierohstoffe verfügbar sind und Kernenergie auf Akzeptanz in der Gesellschaft stößt. Diese Übergangszeit zu nutzen, um die Wasserstofftechniken weiterzuentwickeln, kann der Wasserstoff-Energiewirtschaft nur gut tun. Denn, noch bieten Schlüsseltechniken keine befriedigenden Lösungen. Zu ihnen gehören kostengerechte mobile Speicher hinreichender Reichweite, stationäre Reformer in der Größe, wie sie für Hausheizsystem erforderlich sind, die Wasserstoffherstellung aus Kohle einschließlich Kohlenstoffabstreifung und -Kohlenstoffsequestrierung, nicht zuletzt Wasserstoffherstellung aus erneuerbaren Energien. In allen Belangen werden Kosten das kritische Element sein, sie werden sich am Kostenniveau der Kohlenwasserstoff-Energiewirtschaft zu orientieren haben und können als spezifisches Argument für etwaige Kostenerhöhung allenfalls ins Feld führen, dass in der Sicherheit der Energieversorgung (energy security) sowie der umwelt- und klimaökologischen Sauberkeit keinerlei Zweifel bestehen. Ob der Markt diese Argumente honoriert, hängt auch von der Setzung international verbindlicher Rahmenbedingungen ab.

It's HYtime - der Übergang in die Wasserstoff-Energiewirtschaft wird das energetische Jahrhundertwerk des 21. Jahrhunderts werden. Beharrlichkeit in der Verfolgung der Übergangsschritte, energiepolitische Kontinuität, internationales Bewusstsein und Pflege der Akzeptanz in der laienhaften Bevölkerung sind Ausdruck für sehr langwellige Entwicklungen, die jeweils weit über die Länge einer Legislaturperiode hinausreichen. Eines ist unzweifelhaft förderlich: Energiepolitik wird zunehmend Technologiepolitik! Nicht mehr die Versorgung mit Energierohstoffen wird im Vordergrund stehen, sondern die Bereitstellung der effizienten und bezahlbaren Energiewandler. Eine Aufgabe, die nun wahrlich von Industrieländern bewältigt werden kann. Wasserstoff passt hierher: Aus jedem Primärenergierohstoff herstellbar, tritt er an die Seite von Strom und stärkt die Sekundärenergiewirtschaft.

<< Zurück