Wasserstoffprojekte im Rems-Murr-Kreis

ein völlig unrealistisches Konzept

Lutzenberg, den 6. August 2020

17.7. Nachdem zu meinem ersten Beitrag zur Entscheidung für Projekte zur Wasserstofftech­nologie1 einige Rückmeldungen eingetroffen sind, habe ich noch einmal meine Gedanken dazu kla­rer gefasst und nieder geschrieben.

Farbenlehre, die sechs Arten des Wasserstoff

Claus Beckmann, der bei der BASF intensiv die Erzeugung von Wasserstoff erforscht, stellte die verschiedenen Arten dieses Gases vor. Diese unterscheiden sich in Bezug auf die Erzeugung.

  • Grüner Wasserstoff: Dieser Wasserstoff wird unter Einsatz von erneuerbarem Strom mit Hilfe der Elektrolyse aus Wasser erzeugt. Der Vorteil besteht hierbei in der Klimaneutralität dieses Prozesses. Problem ist allerdings, dass dafür viel Energie benötigt wird.
  • Grauer Wasserstoff: Hier wird der Wasserstoff unter Nutzung fossiler Energieträger (Koh­le, Erdgas, Öl) erzeugt. Problem dabei: Es wird CO2 freigesetzt. Damit ist grauer Wasser­stoff nicht klimaneutral. Allerdings könnte grauer Wasserstoff für eine Übergangszeit not­wendig sein, um diese Neuorganisation des Energieverbrauchs zum Beispiel im Wärmesek­tor anzuschieben.
    • Blauer Wasserstoff: Hierbei handelt es sich eigentlich um grauen Wasserstoff. Allerdings wird bei der Erzeugung das dabei entstehende CO2 nicht in die Atmosphäre geleitet, sondern klimaneutral in  unterirdischen Lagerstätten gespeichert.
  • Türkiser Wasserstoff: Hier wird bei der Erzeugung ein anderes Verfahren angewendet, das von der BASF federführend entwickelt wurde. Es handelt sich um die so genannte Methan­pyrolyse. Dabei wird das Gas Methan (Hauptbestandteil von Erd- bzw. Biogas) in Kohlen­stoff und Wasserstoff aufgespalten. Der Kohlenstoff liegt dann in fester Form vor (siehe Foto) und kann in alten Bergwerksstollen eingelagert werden. Dieses Verfahren ist dann kli­maneutral, wenn der dabei benötigte Strom aus erneuerbaren Energiequellen stammt. Vorteil dieses Verfahrens ist, dass bei der Herstellung wesentlich weniger Energie benötigt wird, als bei der Erzeugung des Blauen Wasserstoffs. Claus Beckmann erklärte, dass man hier von ei­nem Faktor 5 ausgehen kann. Das hängt damit zusammen, dass der „Rohstoff“ Methan eben an sich bereits so viel mehr Energie enthält, als das Wasser, das bei der Erzeugung des Blau­en Wasserstoffs eingesetzt wird.
  • Roter Wasserstoff: Dieser Wasserstoff wird zwar klimaneutral erzeugt, allerdings mit Strom aus Kernkraftwerken, die ja Strom ohne CO2-Emissionen erzeugen. Dieser Ansatz wird zum Beispiel in Japan verfolgt, um den Heizungssektor mit Brennstoffzellenheizungen klimaf­reundlicher zu organisieren.
  • Weißer Wasserstoff: Ist zwar selten, aber tatsächlich kann man in einigen Weltgegenden wie zum Beispiel in Afrika natürliche Vorkommen von Wasserstoff mittels Frackingtechno­logien gewinnen.

Politik

Die Bundesregierung hat eine „Nationale Wasserstoffstrategie“2 beschlossen und will diese Techno­logie mit 300 Millionen Euro verstärkt fördern. Doch warum fördert die CDU mit Minister Altmaier an der Spitze die Wasserstofftechnologie, während von ihr der Kohleausstieg und die Installation von regenerativen Erzeugungsanlagen massiv ausgebremst wird? Um das Klima zu schützen oder um den Investoren der bisherigen fossilen Energien ein neues Geschäftsfeld zu eröffnen?

Fakt ist, dass Bürgerenergiegenossenschaften sich nicht auf diesem Feld betätigen können, weil hohe Investitionen und besonderes technisches Fachwissen dafür benötigt werden. Im Gegensatz dazu können sich für reine PVAs und WEAs in einer dezentralen Struktur auch Handwerker und kleine Unternehmen engagieren. Die „Nationale Wasserstoffstrategie“ der Bundesregierung schließt den einfachen Bürger von der Wert­schöpfung in diesem Marktsegment aus.

Klimaschutz

Wasserstofftechnologie kann auch für den Klimaschutz nützlich sein. Voraussetzung ist, dass der Wasserstoff nur mit überschüssigem regenerativem Strom erzeugt wird und nur zur Speicherung und lokalen Wiederverwendung dieser überschüssigen Energie dient, z.B. als Beimischung im schon existierenden Gasnetz. Sobald eigene Strukturen für die Lagerung, den Transport oder die Rückumwandlung aufgebaut werden müssen, verliert die Wasserstofftechnologie ihren Vorteil für den Klimaschutz und wird zur Quelle von zusätzlichem CO2.

Mobilität und Wasserstoff

Viele Politiker träumen von einer klimaneutralen Mobilität durch Wasserstoff. Dies ist aber nur in klar begrenzten Anwendungsfällen wie bei der Luft- und Seeschifffahrt sowie beim Schwerlastverkehr auf der Straße der Fall.

„Allerdings sollten wir im motorisierten Individualverkehr und bei der Gebäudewärme den Einsatz von Wasserstoff oder ande­ren synthetischen Kraftstoffen von vorne herein ausschließen. In diesen Bereichen wäre das Ener­gieverschwendung.“ (Zitat DUH Constantin Zerger.)

Fazit zu dem Grundsatzbeschluss des Kreistags3

Von den in der Sitzungsvorlage vorgeschlagenen Projekten trägt nur die Lernwerkstatt Zukunfts­technologie wirklich zum Klimaschutz bei. Die anderen Projekte wie die regenerative Wasserstoff-Erzeugungsanlage, die Wasserstofftankstelle, die Anschaffung von Wasserstoffbussen und der Ein­satz von Wasserstoffzügen auf der Wieslaufbahn verschlechtern die Klimabilanz im Kreis und sind deshalb ab zu lehnen. Die Hamburger Hochbahn zum Beispiel hat ihre vier Wasserstoffbusse wieder abgeschafft und setzt jetzt auf Batteriebetrieb bei ihren Bussen.

Mein persönliches Fazit

Mit dem Kenntnisstand von heute möchte ich den Gremien im Kreis empfehlen, den aus regenerati­ven Quellen gewonnen Strom direkt zu verwenden und nicht den verlustreichen Umweg über die Wasserstofftechnologie zu gehen. Statt Wasserstoffbusse sollten Oberleitungsbusse mit einer klei­nen Batterie für kurze Strecken ohne Oberleitung eingesetzt werden. Statt Wasserstoff betriebener Wieslaufbahn eine Oberleitung für den direkten elektrischen Betrieb der Bahn, um die gravierenden Umwandlungsverluste zu vermeiden.

Der Kreis sollte eine Umwelt- (Klima-) Vergleichsstudie zu den drei möglichen Technologien für Mobilität im ÖPNV (Oberleitung, Batterie und Wasserstoff) erstellen lassen.

Erst, wenn die Kreisrä­te die unterschiedlichen Auswirkungen auf den CO2-Ausstoß kennen, können sie auch eine fundier­te Entscheidung für eine dieser Technologien treffen. Nach meinem Kenntnisstand scheidet dabei die Wasserstofftechnologie, selbst wenn der Wasserstoff aus Überschussstrom erzeugt wird, am schlechtesten für unser Klima ab.

Quellen:

DUH:

„Bei Hochtemperaturprozessen in der Industrie, bei der Luft- und Seeschifffahrt sowie beim Schwerlastverkehr auf der Straße kann grüner Wasserstoff tatsächlich ein Teil der Lösung sein. Al­lerdings sollten wir im motorisierten Individualverkehr und bei der Gebäudewärme den Einsatz von Wasserstoff oder anderen synthetischen Kraftstoffen von vorne herein ausschließen. In diesen Berei­chen wäre das Energieverschwendung. Hier stehen mit batterieelektrischen Fahrzeugen, dem öf­fentlichen Verkehr und im Gebäudebereich mit besserer Dämmung und der Wärmepumpe andere technische Lösungen zur Verfügung. Diese sind vor allem viel energieeffizienter.“4

Ulf Bossel, Schweizer Maschinenbau-Ingenieur und Brennstoff-Zellen Experte:

„Wenn man dann analysiert, die ganzen Verluste rechnet, kommt man schnell zu dem Schluss, weshalb es die Wasserstoffwirtschaft in der Vergangenheit nicht gegeben hat, weshalb sie sich heute schwer tut und weshalb sie in Zukunft vermutlich nie kommen wird: Es ist im Grunde ge­nommen ein riesiges Energie-Verlustspiel. Und wir haben keine Energie zu verlieren, sondern wir müssen sehen, dass wir die Energie, die wir gewinnen, sinnvoll nutzen.“5

Wasserstoffbusse in Hamburg:

„Die Hamburger Hochbahn hat den Testbetrieb mit Wasserstoff­bussen beendet. Die Technik sei noch nicht so weit, und Hersteller Daimler konnte zuletzt nicht lie­fern. Doch es gibt schon Alternativen.“6

Batterie-Obusse in Solingen:

„Während der Fahrt unter der Oberleitung nutzt der Bus den Strom aus der Leitung und lädt zugleich die Batterie auf. Auf den Strecken ohne Oberleitung fährt er dann mit Strom aus der Batterie.“ Der große Vorteil der Kombination: Man braucht nur ein kleines Oberleitungsnetz, braucht keine Standzeiten fürs Laden, die Batterie ist klein und Kosten werden so gespart.“7

Hier geht es zu meinem spontanen zwei Tage älteren Beitrag mit weiteren Links zum Thema.

15.7. Kreistag einstimmig für Wasserstofftech­nologie

Am letzten Montag hat der Kreistag Rems-Murr einstimmig einen Grundsatzbeschluss für verschiedene Projekte zur Wasserstofftechnologie gefasst. In meinen Augen zum Nachteil des Klimaschutzes.

  • Artikel des Zeitungsverlags Waiblingen zum Beschluss8
  • Sitzungsvorlage des Kreistags9
  • Meine persönlichen Gedanken zum Beschluss

Gesammelte Infos:

Hermann Scheer 2001 zur solaren Wasserstoffwirtschaft:

Zwar bin ich der Auffassung, daß wir uns das Ziel einer umweltschonenden Energieversorgung alles dafür notwendige kosten lassen müs­sen. Wenn wir dasselbe Ziel aber mit geringeren Kosten und umstandsloser erreichen können, kommt es schneller zur Breitenwirkung, ist es produktiver und sozialer. Dies bedeutet: jede solare Energie, die ohne Umwandlung direkt nutzbar ist, hat Vorrang vor der Nutzung des solaren Wasserstoffs.10

BUND: Sackgasse Wasserstoffstrategie:

hohe Importabhängigkeit, zu wenig Energieeffizienz, E-Fuels keine Alternative für die Verkehrswende
https://www.bund.net/service/presse/pressemitteilungen/detail/news/sackgasse-wasserstoffstrategie-hohe-importabhaengigkeit-zu-wenig-energieeffizienz-e-fuels-keine-alternative-fuer-die-verkehrswende/
https://www.bund.net/service/presse/pressemitteilungen/detail/news/kommentar-erneuerbarer-strom-fuer-power-to-x-muss-aus-deutschland-kommen/

Zur europäischen Wasserstoffstrategie (European Hydrogen Strategy), die heute von der EU-Kom­mission vorgestellt wurde, erklärt Verena Graichen, stellvertretende Vorsitzende des BUND:

Indus­trie droht Allianz zu kapern11

Wenn grüner Wasserstoff dem Klima schadet

„Nach der E-Mobilität gilt grüner, mit Ökostrom gewonnener Wasserstoff als „the next big thing“. Bis Jahresende will die Bundesregierung eine Wasserstoff-Strategie vorlegen. Wenn damit aber nicht ein immenser Ausbau der Erneuerbaren einhergeht, wird der Wasserstoff dem Klima scha­den.“12

Greenpeace Energie warnt vor voreiligem Wasserstoff-Ausbau und fordert einen Energiewende freundlichen Ausbau.13

Hamburger Erfahrungen mit Brennstoffzellen in Bussen

„Busse mit Brennstoffzellen spielen hingegen kaum mehr eine Rolle in Hamburg. Im Gegenteil: Vier Brennstoffzellen-Hybridbusse, die ausschließlich mit Wasserstoff betrieben wurden, hat die Hoch­bahn im vergangenen Jahr verkauft. Die Testfahrzeuge hatten nach Senatsangaben jeweils 1,8 Mil­lionen Euro gekostet, wovon der Bund die Hälfte übernahm.“14

Die Physik lässt sich nicht austricksen.

„Nehmen wir den Klimaschutz ernst, dann stehen wir vor einem radikalen Umbau unserer Wirt­schaft, der die Geschäftsmodelle aller Branchen bedroht, die auf fossile Energieträger setzen. Von der Autoindustrie über die Stahlkocher bis zur Erdgasheizung. Aber Wasserstoff hat sich nun viel­fach zum Hoffnungsträger entwickelt, zum neuen Zauberstoff, der mit Grün-Strom hergestellt und einfach im Austausch gegen fossile Brenn- und Kraftstoffe eingesetzt wird. So sollen Geschäftsmo­delle konserviert werden. Lobbyisten haben deshalb in den vergangenen Monaten massiv bei der Regierung pro Wasserstoff Druck gemacht.“15

„Für Energiewissenschaftler Volker Quaschning ergibt das keinen Sinn. Bevor nicht Strom aus er­neuerbaren Energien im Überfluss produziert wird, braucht man über Wasserstoff gar nicht nachzu­denken, sagt der Professor für Regenerative Energiesysteme an der HTW Berlin, die Strategie sei eine reine Luftnummer. Im Interview mit watson erklärt er, warum Wasserstoff aus seiner Sicht so teuer ist und wieso er nicht glaubt, dass sich Wasserstoffautos durchsetzen werden.“16

Die Kritik an der Fraunhofer-Wasserstoff-Studie

„Die Experten des Fraunhofer ISE haben veraltete Daten verwendet, zweifelhafte Annahmen ge­troffen und Äpfel mit Birnen verglichen – überraschenderweise kamen BEVs dabei immer noch ver­hältnismäßig gut weg. Dennoch: Die vielen kleinen Fehler ergeben in Summe ein komplett anderes Resultat. Korrigiert man diese, kommt heraus, dass ein 90 kWh-BEV deutlich weniger CO2 aussto­ßen würde, nämlich 55 g/km, während FCEV bei 80 g/km liegen.“17

„Energieexperten wie Ulf Bossel sehen in der Wasserstoffwirtschaft einen Umweg. Sie schla­gen aufgrund der hohen Energieverluste bei der Herstellung von Wasserstoff vor, besser gleich auf Strom zu setzen. Würde das Stromnetz ausgebaut und Autos sowie Elektrogeräte mit Batterien aus­gestattet werden, könnte mehr Energie direkt ins Stromnetz eingespeichert und Stromschwankungen ausgeglichen werden.“18

Warten aufs Wasserstoff-Auto:

Dabei hat die Technik keine Chance gegen Akkus19

Völlig unrealistisches Konzept

Statt auf die Energie zu verzichten, könnte damit Wasserstoff produziert werden. Dieses Konzept ist jedoch völlig unrealistisch, meint Ulf Bossel, einst Gründer der renommierten Konferenz European Fuel Cell Forum und heute vehementer Kritiker der Wasserstoffwirtschaft.

„Wegen der hohen In­vestitionskosten müssen Elektrolyse-Anlagen jährlich mindestens 4000 Stunden laufen, um wirt­schaftlich betrieben werden zu können“,

sagt der Experte. Abgeregelt werden Windräder jedoch nur wenige Stunden im Jahr.
Trotz des weiteren Ausbaus der Windenergie wird sich das nicht wesentlich ändern, sagt Bossel. Auch, weil die Elektrolyse mit anderen Ansätzen konkurriert, die das Abregeln der Windräder ver­meiden sollen: mit dem Netzausbau zum Beispiel oder der Installation von Stromspeichern.

Ökostrom made in Germany reicht nicht aus

Soll Wasserstoff tatsächlich die Klimabelastung durch den Verkehr in nennenswertem Umfang reduzieren, sind dafür Strommengen nötig, die selbst alle denkbaren Kapazitäten der Windräder und Solaranlagen in Deutschland weit übersteigen. Das zeigt eine Studie des Fraunhofer Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES).
Danach werden 2050 allein mehr als 500 Terawattstunden Strom benötigt, um so viel Wasserstoff für Fischer-Tropsch-Anlagen zu produzieren, dass der heimische Flug- und Schiffsverkehr auf kli­maneutrale, synthetische Kraftstoffe umgestellt werden kann. Das entspricht etwa dem gesamten heutigen Stromverbrauch der Bundesrepublik.20

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Alstom Coradia iLint: Warum dieser Regionalzug etwas Besonderes ist
https://www.inside-digital.de/news/alstom-coradia-ilint-warum-dieser-regionalzug-etwas-besonderes-ist

Zusammengestellt von Reinhard Muth
http://muth-ah.net/pages/klima-und-umwelt.php


  1. siehe unten 

  2. https://www.bmbf.de/de/nationale-wasserstoffstrategie-9916.html 

  3. siehe unten und http://muth-ah.net/pages/topics/15.7.-kreistag-einstimmig-fuer-wasserstofftechnologie.php 

  4. https://www.duh.de/aktuell/nachrichten/aktuelle-meldung/heilsbringer-gruener-wasserstoff-eine-nuechterne-bewertung/  

  5. https://www.br.de/wissen/wasserstoff-energie-kraftstoffe-wasserstoffauto-100.html  

  6. https://www.spiegel.de/auto/aktuell/hamburg-hochbahn-schafft-wasserstoffbusse-wieder-ab-a-1253009.html  

  7. https://www.dw.com/de/klimaschutz-strom-f%C3%BCr-bus-und-lkw-statt-diesel-batterie-oberleitung-tesla-e-truck-wasserstoff/a-52698152  

  8. http://muth-ah.net/media/Dokumente2020/Wasserstoff/Rems-Murr-Kreis_wird_Pilotregion_fuer_die_Wasserstoff-Technologie_-_Waiblingen_-_Zeitungsverlag_Waiblingen.pdf 

  9. http://muth-ah.net/media/Dokumente2020/Wasserstoff/Grundsatzentscheidung_Wasserstoff_RMK_Drucksache.pdf 

  10. http://www.hermannscheer.de/de/index.php/artikel-2001-archivmenuartikel-71/26-solare-wasserstoffwirtschaft-chancen-nutzen-problemfelder  

  11. https://www.bund.net/service/presse/pressemitteilungen/detail/news/kommentar-europaeische-wasserstoffstrategie-gruenem-wasserstoff-aus-erneuerbaren-energien-gehoert-die-zukunft-industrie-droht-allianz-zu-kapern/  

  12. https://www.klimareporter.de/verkehr/wenn-gruener-wasserstoff-dem-klima-schadet  

  13. https://bizz-energy.com/oekostromanbieter_warnt_voreiligem_wasserstoff_ausbau  

  14. https://www.rnd.de/wirtschaft/lieber-strom-als-wasserstoff-tanken-verkehrsbetriebe-bevorzugen-e-busse-RHSQZGNYQS2A2VBROUH6SSSR4Q.html  

  15. https://www.rnd.de/wirtschaft/hoffnung-wasserstoff-die-physik-lasst-sich-nicht-austricksen-N76CEEAPRNHCDBL7ZCOOVTFLJQ.html  

  16. https://www.watson.de/nachhaltigkeit/nachhaltig/188247292-energiewissenschaftler-kritisiert-wasserstoffstrategie-ablenkungsmanoever  

  17. https://emobly.com/de/wissen/die-kritik-an-der-fraunhofer-wasserstoff-studie/  

  18. https://www.br.de/wissen/wasserstoff-energie-kraftstoffe-wasserstoffauto-100.html  

  19. https://efahrer.chip.de/e-wissen/wasserstoff-technik-darum-hat-sie-keine-chance-gegen-akkus_101550  

  20. https://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/kuenstliche-kraftstoffe-das-problem-mit-dem-wasserstoff-a-1168785.html  

  21. https://wasserstoff.investoren-wissen.de/  

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