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Erstveröffentlichung in der Zeitung Energie&Management am 15.12.2003

>Wissen der Wasserstoffwirtschaft ist abrufbar<

Vieles spricht dafür, dass das 21. Jahrhundert das Jahrhundert der Wasserstoff - Energiewirtschaft werden könnte. E&M befragte dazu Prof. Carl-Jochen Winter, den Vizepräsidenten der International Association for Hydrogen Energy.

E&M: Welche bemerkenswerten Schritte auf dem Weg zur Wasserstoff-Energiewirtschaft waren im letzten Jahr zu verzeichnen?

Winter: Politisch gesehen war die Botschaft von US-Präsident Bush vom Januar 2003 eine der bemerkenswerten. Bush kündigte an, in den nächsten fünf Jahren für Wasserstoff und Brennstoffzellen zur bereits genehmigten halben Milliarde US-Dollars weitere 1,2 Milliarden bereitzustellen. Als Folge davon kommt es nun zu Kooperationen zwischen den USA und der EU. Industriell ist die Identifikation von Linde mit Wasserstoff hervorzuheben; desgleichen die Auslieferungen der ersten 30 Brennstoffzellenbusse an Großstädte im Rahmen des Projekts Clean Urban Transport in Europe. Zu erwähnen ist auch die Vereinbarung zwischen MTU und RWE zur gemeinsamen Vermarktung der Schmelzkarbonatbrennstoffzelle. Ein Wasserstoff-Schaufenster ist die Clean Energy Partnership in Berlin.

E&M: In welchen Ländern passiert am meisten für die Markteinführung von Wasserstoff als Energieträger? Wo rangiert international gesehen Deutschland?

Winter: Deutschland hatte in den vergangenen Jahren unzweifelhaft die Nase vorn; das ändert sich zurzeit: Unser Land ist dabei, die Führung an Japan und die USA zu verlieren; oder auch an Frankreich, das die Zügel angezogen hat, wie kürzlich auf der Europäischen Wasserstoffkonferenz in Grenoble eindrucksvoll demonstriert wurde. Hierzulande ist es nicht so, dass die Forschungs- und Entwicklungslinien gekappt wären, dafür sorgt das bemerkenswerte Engagement von Bayern, Nordrhein-Westfalen, Baden-Württemberg und Hamburg, aber die Harmonisierung zwischen Bund, Industrie und Forschung holpert.

E&M: In welchem Entwicklungsstadium ist Wasserstoff als Energieträger? Hat er das Forschungs- und Entwicklungsstadium wirklich schon hinter sich gelassen?

Winter: Wasserstoff geht auf die Arbeiten aus dem späten 18. und dem 19. Jahrhundert zurück. Die Wasserstoffwirtschaft ist nichts Neues, sie ist wohl etabliert und bedient lukrative Märkte. Was bevorsteht, ist der Übergang in die Wasserstoff-Energiewirtschaft. Bisher werden weltweit 50 Millionen Tonnen Wasserstoff jährlich gehandelt; in der Wasserstoff-Energiewirtschaft wird allein Deutschland gut die zehnfache Menge brauchen. Das Wissen der Wasserstoffwirtschaft ist abrufbar. Was hinzukommen muss, ist Wissen über den Energieträger Wasserstoff und seine Energiewandler. Vieles an Forschung und Entwicklung ist in der Demonstration und steht vor dem Marktauftritt, vieles steckt noch in den Labors. Gleichwohl: Die Zeit für den Unternehmer ist da. Wann je wäre gewartet worden bis auch das letzte F&E-Resultat vorlag?

E&M: Sind die Unternehmen wirklich schon am Zug? Wo lohnt es sich heute schon in Wasserstoff als Energie zu investieren?

Winter: Klar sichtbar ist die Reihenfolge der Marktauftritte: Die Ersten werden die portablen Elektroniken sein, weil etwa für Camcorder und Fernsehkameras die höheren Kosten am Markt unterzubringen sind. Als zweite werden noch in diesem Jahrzehnt industrielle Brennstoffzellen zur stationären Energieerzeugung auf den Markt kommen. Der dritte Marktbereich wird der Transport sein. Hier jedoch ist das Rennen zwischen der Brennstoffzelle und dem Verbrennungsmotor bisher nicht entschieden. Wichtig ist, mit den Brennstoffzellen als Ersatz für die besonders zweifelhaften elektrischen Bordgeneratoren der Flugzeuge voranzugehen.

E&M: Waren bei der Produktion und Speicherung von Wasserstoff in den letzten zwei Jahren Fortschritte zu verzeichnen?

Winter: Ja, 700bar-Compositetanks befinden sich in der Zertifizierung. Sie werden Autos die übliche Reichweite von 500 Kilometern geben. Der Flüssigwasserstoff-Tank wartet inzwischen mit einer Abdampfrate von weniger als einem Prozent pro Tag auf. Die Erdgaswirtschaft hat sich unter dem Markenzeichen "NaturalHy" zusammengetan, um den Transport von Wasserstoff huckepack auf Erdgasleitungen vorzubereiten. Nanostrukturen als Speicher stecken nach wie vor tief im Labor. Ähnliches gilt für Hydrid-Hybridspeicher.

E&M: Wirkt die stationäre Brennstoffzelle wirklich noch als Antrieb für die Wasserstoff-Energiewirtschaft, nachdem alle Brennstoffzellenhersteller erklärt haben, dass sie mittelfristig ganz gut mit Erdgas als "Brennstoff" leben können?

Winter: Stationäre Brennstoffzellen lehnen sich zu Beginn an das flächendeckende Erdgasnetz an, werden so jedoch wegen der CO2-Emission nie klimaökologisch vertretbar werden, dazu brauchen sie Wasserstoff. Ähnliches gilt für mobile Brennstoffzellen. Umwege führen letztlich alle doch zu Wasserstoff, aber sie kosten Zeit, Geld und Ingenieurkapazität.

E&M: Was kann der Staat für Wasserstoff als Energieträger tun?

Winter: Die Politik muss gegenüber Gesellschaft und Wirtschaft die beständige positiv-kritische Haltung einnehmen, die für weltweite Investitionen von Trillionenbeträgen unerlässlich ist. Und dies über Jahrzehnte, denn die Ergänzung, später Ablösung der mehr als zweihundert Jahre alten Kohlenwasserstoff-Energiewirtschaft durch die Wasserstoff-Energiewirtschaft lässt sich wahrlich nicht übers Knie brechen. Geld aus öffentlicher Hand ist hilfreich, als Impuls manchmal unerlässlich, aber nicht entscheidend. Investitionen sind Sache der Unternehmer.

E&M: Was könnte der Antrieb sein, aus fossilen Energieträgern Wasserstoff zu produzieren und sie nicht mehr zu verbrennen?

Winter: Weitaus überwiegend wird Wasserstoff heute aus Erdgas, anderen Kohlenwasserstoffen und Kohle hergestellt. Mit dem Eintritt in die Wasserstoff-Energiewirtschaft wird der Wasserstoff zunächst weiter aus – jetzt entcarbonisierter – fossiler Energie kommen, weil die Energiewandler für erneuerbare Energien noch ihre Zeit brauchen, um bezahlbar zu werden. Ein kraftvoller Antrieb für Wasserstoff aus Kohle wird ihre hohe Verfügbarkeit auf allen Kontinenten sein. Und ein weiterer Antrieb: Das CO2-freie Kohlekraftwerk geht nur über Wasserstoff mit Mineralisierung des Kohlendioxids. Wasserstoff aus Kohle erlaubt ihr die Beteiligung am boomenden Gasemarkt. Die Wasserstofferzeugung verschafft Kohle den erneuten Zutritt in die Bereiche Transport und Hausenergie, aus denen sie sich mit dem Aufkommen von Öl und Gas zurückgezogen hatte.

E&M: Welche Rolle kann der Klimaschutz für die Wasserstoff-Energiewirtschaft spielen?

Winter: Energetische Nachhaltigkeit ist ohne Wasserstoff irrational; Nachhaltigkeit schließt die klimaökologische Verantwortbarkeit ein. Erneuerbarer Wasserstoff ist auf der gesamten Länge seiner Wertschöpfungskette umwelt- und klimaökologisch sauber. Vergleichbares gilt für Wasserstoff aus fossiler Energie, unter der Bedingung der Entcarbonisierung, Sequestrierung und für die Atmosphäre schadlosen Endlagerung von CO2. Klimaschutz muss sich auf den Bereich konzentrieren, wo Wasserstoff produziert wird und mitproduzierte Schad- oder Reststoffe umwelt- und klimaökologische Relevanz haben. Wir haben gelernt, dass in den letzten 120 Jahren mit dem Übergang von Kohle über Öl auf Erdgas die energiebezogene Tonnage Kohlenstoff bereits um 35 Prozent sank; dieser Trend wird sich mit der Wasserstoffenergiewirtschaft weiter fortsetzen.

Peter Focht

Benzin/Diesel 6 - 8
Erdgas 3 - 5
Wasserstoff aus Erdgas mit CO2-Abscheidung 7 - 11
Wasserstoff aus Kohle mit CO2-Abscheidung 8 - 11;
Wasserstoff aus Biomassevergasung 10 - 18
Wasserstoff aus Windkraft-Anlagen an Land 17 - 23
Wasserstoff aus Windkraft-Anlagen auf See 22 - 30
Wasserstoff aus solarthermisch erzeugter Elektrizität 27 - 35
Wasserstoff aus Fotovoltaikstrom 47 - 75
Wasserstoff aus Atomstrom 15 - 20
Wasserstoff aus dem gasgekühlten Hochtemperaturreaktor 10 - 25

BU: Die Internationale Energieagentur (IEA) hat prognostiziert, wie sich die Kosten für Wasserstoff in Relation zu Benzin Diesel und Erdgas bis 2020 entwickeln könnten (Angaben in Dollar pro Gigajoule)


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