H2, das chemische Zeichen für Wasserstoff, steht heute für die Energiezukunft. Am Oberrhein hat sich kürzlich die trinationale Unternehmensinitiative 3H2 formiert, um der Industrie im Dreiländereck Wasserstoff zugänglich zu machen. Denn viele Unternehmen wollen weg von fossilen Rohstoffen.
VON BERNWARD JANZING
Wasserstoff ist – das geht in der gesellschaftlichen Debatte oft unter – kein Energieträger wie Erdgas oder Öl, den man nur aus der Erde holen muss. Er kommt als solcher in der Natur nämlich praktisch nicht vor. Wer Wasserstoff nutzen will, muss ihn erst erzeugen. Somit ist das Gas nur ein Energiespeicher. Das macht die Wasserstoffwirtschaft zu einer Herausforderung.
Erzeugen kann man Wasserstoff zum Beispiel mittels Elektrolyse durch Aufspaltung des Wassermoleküls H2O in die beiden Elemente Wasserstoff und Sauerstoff. Kommt dabei Strom aus erneuerbaren Energien zum Einsatz – was im Sinne der Energiewende der sinnvollste Ansatz ist –, spricht man vom grünen Wasserstoff.
„Das Gas ist aus dem Norden leichter nach Süddeutschland zu transportieren als der Strom.“
Christopher Hebling, ISE-Bereichsleiter
Allerdings muss wohl dieser Wasserstoff im Dreiländereck zum weitaus größten Teil importiert werden. Denn überschüssigen Ökostrom gibt es in Baden- Württemberg weder heute, noch wird es ihn in absehbarer Zukunft in nennenswertem Umfang geben. Schließlich ist der Südwesten seit Jahrzehnten Stromimportland. Im Jahr 2021 erzeugte das Land nur noch 73 Prozent seines Stroms selbst. Dieser Wert dürfte mit dem Abschalten des letzten verbliebenen Atomkraftwerks im Südwesten, jenem in Neckarwestheim, sowie der noch üppig vorhandenen Kohleblöcke weiter sinken. Kapazitäten auf Basis erneuerbarer Energien wird man entsprechend schnell nicht aufbauen können.
Aber auch Deutschland insgesamt wird – obwohl das Land seit zwei Jahrzehnten Stromexporteur ist – den Wasserstoff zumindest mittelfristig nicht komplett aus heimischer Produktion gewinnen können. Deswegen sagt Christopher Hebling, Bereichsleiter Wasserstofftechnologien am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE: „Deutschland wird zu 50 Prozent Energieimportland bleiben.“ So gesehen wird sich nicht viel ändern, denn durch den Import von Öl, Gas, Kohle und auch Uran war Deutschland in den zurückliegenden Jahrzehnten nie energieautark.
Ein neues Netz entsteht
Das ist denn auch der Grund für die neue Initiative, mit der die Unternehmen im Dreiländereck sich künftig einen Zugriff auf importierten Wasserstoff erhoffen. Dies soll durch Anschlüsse an den European Hydrogen Backbone (kurz EHB) und das nachgelagerte Verteilnetz gelingen. Die Initiative EHB ist ein Zusammenschluss europäischer Energieunternehmen und Infrastrukturbetreiber, die eine Wasserstoff-Pipeline-Infrastruktur aufbauen möchten, die neun EU-Mitgliedstaaten plus die Schweiz abdeckt.
Dafür müssen nicht unbedingt neue Fernleitungen gebaut werden. „Das vorhandene Erdgasnetz in Europa kann durch Umwidmung zu drei Viertel auch für den Transport von Wasserstoff genutzt werden“, sagt Hebling. Wichtig sei ein rascher Anschluss an eine Pipeline nach Rotterdam, sowie an eine Leitung in Italien, die wiederum mit der Mena-Region (Middle-East, North-Africa) verbunden ist. „Die großen Mengen von grünem Wasserstoff, die in Nordafrika mit großem Engagement derzeit aufgebaut werden, könnten so unserer Region zugutekommen“, sagt Hebling.
Womit sich die Frage stellt, ob Europa sich damit auf ungesunde Weise abhängig macht von Nordafrika – so wie man sich erst mit dem Öl an die Emirate kettete, dann mit dem Gas an Russland. Hebling sieht zwar grundsätzlich das Problem, hält es aber mit einer Diversifizierung der Wasserstoffquellen für lösbar. Denn aus Nordafrika werde nur ein Teil des Wasserstoffs kommen, weshalb Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger im Mai in Australien war, um dort die bestehende Forschungspartnerschaft zu grünem Wasserstoff zu intensivieren.
Auch von der deutschen Nordsee soll in Zukunft Wasserstoff kommen. Zwischen Helgoland und der Sandbank Doggerbank sollen bis 2035 Offshore-Windkraftanlagen mit einer Leistung von 10.000 Megawatt errichtet werden, um mit deren Strom Wasserstoff zu erzeugen, der dann ans Festland gebracht wird. Aqua Ventus heißt das Projekt, an dem mehr als 90 internationale Unternehmen und Forschungsinstitute beteiligt sind. Hebling benennt ein weiteres Argument für den Wasserstoff: Das Gas sei aus dem Norden leichter nach Süddeutschland zu transportieren als der Strom. Denn der Stromnetzausbau innerhalb von Deutschland kommt nur zögernd voran.
Der Oberrhein hat Wasserstoffpotenzial
Der Oberrhein sei nun sehr gut geeignet, den Wasserstoff zu nutzen, sagt der ISE-Forscher. Denn nicht nur als Energieträger, sondern auch als Rohstoff für die Produktion ist das Gas sehr wertvoll. Potenzielle Abnehmer gibt es genug – von der Chemie in Basel respektive am Hochrhein bis zu jener in Chalampé, vom Stahlwerk in Kehl bis zur Raffinerie in Karlsruhe und der BASF in Ludwigshafen.
Forschungserfahrung mit der Wasserstoffelektrolyse hat man in Freiburg bereits. Das Fraunhofer ISE betreibt nicht nur eine Solarwasserstoff-Tankstelle gegenüber ihres Hauptgebäudes an der Heidenhofstraße. Es hat auch an der Auerstraße im Freiburger Industriegebiet Nord im Jahr 2017 einen Elektrolyseur aufgebaut, um an diesem Algorithmen zu entwickeln, mit denen die Wasserstofferzeugung je nach Stromangebot gesteuert wird. Zugleich wurde dort die Einspeisung des Wasserstoffs ins örtliche Gasnetz erprobt. Während die Forschung gute Fortschritte macht, sind Geschäftsmodelle in der neuen Wasserstoffwelt allerdings mitunter schwer kalkulierbar. Das musste der Energieversorger Energiedienst vom Hochrhein erfahren. Das Unternehmen weihte im November 2018 auf dem Gelände des historischen Wasserkraftwerks in Wyhlen einen Elektrolyseur mit einer Leistung von einem Megawatt ein, der überschüssigen Strom zur Erzeugung von Wasserstoff nutzen kann.
Als 2016 der Beschluss zum Bau fiel, war Strom in ganz Mitteleuropa im Überfluss verfügbar, am langfristigen Terminmarkt kostete die Kilowattstunde gerade 2,1 Cent. Um den eigenen Wasserkraftstrom nicht zu solchen Preisen verramschen zu müssen, suchte das Unternehmen nach alternativen Möglichkeiten der Verwertung. Wasserstoff schien da eine gute Option.
Heute ist die Energiewelt eine andere. Strom ist in Europa wertvoll und entsprechend teuer geworden. Im Juni lag der Preis einer Kilowattstunde Strom am Spotmarkt der Börse im Mittel bei fast 22 Cent. Bei solchen Preisen ist es lukrativer, den Strom direkt zu verkaufen, als Wasserstoff draus zu erzeugen – ein Thema, das alle Wasserstoffpioniere gerade hart trifft.
In Wyhlen kommt hinzu, dass die sogenannte Power-to-Gas-Anlage seit Sommer 2021 wegen eines technischen Schadens außer Betrieb ist. Die anhaltend gestörten Lieferketten verzögerten die Reparatur, heißt es bei Energiedienst. Daher sei mit der Wiederinbetriebnahme frühestens Mitte Oktober zu rechnen. Wie oft die Elektrolyse dann aber laufen wird, steht noch dahin – der Weg in die Wasserstoffwelt ist also noch steinig.
