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Weg zur Klimaneutralität : Wie grün kann Wasserstoff die Industrie machen?

Der Stahlkonzern Salzgitter hat erst kürzlich den Auftrag an Siemens vergeben, auf dem Firmengelände Windanlagen zu bauen. Bild: dpa

Lange war Wasserstoff eine Nischentechnologie. Das ändert sich gerade. Für große Unternehmen ist sie eine Chance auf dem Weg zur Klimaneutralität. Deswegen investieren sie hier verstärkt – schon aus Kostengründen.

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          Es ist ein simples Experiment, das jedem Chemielehrer die Aufmerksamkeit eines jeden noch so gelangweilten Schülers garantiert. Einen Luftballon mit gasförmigem Wasserstoff explodieren zu lassen – am besten vor einer Tafel, damit man den Wasserfleck, der dabei entsteht, gut erkennen kann. Aufmerksamkeit bekommt der Wasserstoff inzwischen auch von Politik und Industrie. Denn es ist dieser Wasserfleck, der großes Potential verspricht: Verbrennt Wasserstoff, entsteht Wasserdampf. Kein klimaschädliches Kohlenstoffdioxid, kein Feinstaub, keine anderen Gase, die unsere Atmosphäre aufheizen. Energie ohne Emissionen, das ist ein Traum, der technologisch schon längst möglich wäre. Lange galt Wasserstoff als Nischentechnologie. Das ändert sich gerade. Für die Schwerindustrie ist das eine Chance auf dem Weg zur Klimaneutralität.

          Anna Steiner

          Redakteurin in der Wirtschaft.

          Allein die Stahlindustrie ist für mehr als acht Prozent der deutschen CO2-Emissionen verantwortlich. Doch die Gewinnmargen der Branche sind gering, die Konkurrenz aus dem Ausland unerbittlich, und viele Unternehmen stehen bereits kurz vor der Pleite. Große Investitionen in klimaschonende Produktionsprozesse sind vor diesem Hintergrund kaum möglich. Auf der anderen Seite jedoch haben sich die Preise für CO2-Zertifikate im europäischen Emissionszertifikatehandel in nur zwei Jahren mehr als versechsfacht. Für die Unternehmen wird der Ausstoß von klimaschädlichen Gasen also immer teurer. Das verändert die Investitionsbreitschaft. Die Ersten wagen sich deshalb vor.

          „Sind stolz darauf, Vorreiter zu sein“

          Der Stahlkonzern Salzgitter etwa hat vor wenigen Wochen den Auftrag an Siemens vergeben, auf dem Firmengelände Windanlagen zu bauen. Aus dem so erzeugten grünen Strom wird per Elektrolyse grüner Wasserstoff produziert. Statt Koks wird dieser bei der Spaltung von Erz in Eisenschwamm genutzt, der wiederum im Ofen zu flüssigem Eisen verschmilzt. Als Abfallprodukt wird kein schädliches Kohlenstoffdioxid übrig bleiben, sondern Wasser. Heinz Jörg Fuhrmann, Vorstandsvorsitzender der Salzgitter AG, zeigt sich zufrieden: „Wir sind stolz darauf, Vorreiter der industriellen Nutzung von Wasserstoff in der Stahlindustrie zu sein.“ Bislang ist die Anlage jedoch noch nicht in Betrieb.

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          Auch der strauchelnde Stahlriese Thyssen-Krupp versuchte sich im November erfolgreich an einem Wasserstoff- Test. Bei laufendem Betrieb wurde das Koks in einem Hochofen bei Duisburg zeitweise durch Wasserstoff ersetzt. Wohl vor allem aus Kostengründen hat sich der Essener Konzern das Ziel gesetzt, bis 2030 ein Drittel weniger Treibhausgasemissionen zu verursachen. Bis 2050 will man klimaneutral Stahl herstellen. Auch der Stuttgarter Autobauer Daimler will dem Wasserstoff eine Chance geben. Für den Schwerlastverkehr wird emsig am Brennstoffzellenantrieb geforscht. „Es ist wichtig, einen Transformationspfad zu überlegen, denn von heute auf morgen geht es nicht“, glaubt Geert Tjarks von der Nationalen Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (Now), die die deutsche Regierung in Sachen neue Technologien berät. „Hier spielt der zahlungskräftige Verkehrssektor eine große Rolle als Wegebner für andere Sektoren.“

          Nach Angaben von Tjarks ist Wasserstoff „schon heute eines des größten industriellen Produkte, die wir auf der Welt haben“. Bis der Wasserstoff als Energieträger jedoch wahr- und ernst genommen wurde, mussten Jahre vergehen. Die Europawahl im vergangenen Mai mit ihrem deutlichen Ruck in Richtung grün hat einen entscheidenden Anteil daran, dass die deutsche Regierung ihren Fokus nicht mehr nur auf die grüne Stromversorgung richtet, sondern inzwischen auch von einer grünen Energieversorgung spricht.

          Heutzutage verursacht die Produktion von Wasserstoff in etwa so viel Kohlenstoffdioxid im Jahr wie Deutschland insgesamt – rund zwei Prozent der weltweiten Emissionen. Bei der Verbrennung mag er zwar klimaneutral sein, in der Herstellung jedoch kommen fossile Brennstoffe zum Einsatz. Die Rede ist vom sogenannten grauen Wasserstoff, der vor allem für die Ammoniakproduktion in der Düngemittel-Industrie eingesetzt wird. Die Zukunft aber ist grün. Der Wasserstoff der Zukunft soll mit Hilfe erneuerbarer Energien hergestellt werden.

          Das ist eine wichtige Erkenntnis, soll die Energiewende noch gelingen. Denn Deutschland ist ein Energieimporteur. 2500 Terawattstunden Energie braucht Deutschland jedes Jahr. Davon entfallen etwa 600 TWh auf Strom. Daran haben die Erneuerbaren einen Anteil von 40 Prozent, also etwa 240 TWh. Deutschland deckt trotz des massiven Ausbaus der erneuerbaren Energien in den vergangenen fünfzehn Jahren noch immer nur einen niedrigen zweistelligen Anteil seines Energiebedarfs aus CO2-freien Quellen. Trotzdem wurde bis vor etwa einem Jahr vor allem die Verkehrswende diskutiert. Volkswagen und andere legten sich schnell auf den batterieelektrischen Antrieb fest. Das Brennstoffzellenauto blieb unbeliebt. Die Hürde waren die hohen Kosten. Denn die Wasserelektrolyse, bei der aus Wasser Wasserstoff gewonnen wird, ist energieintensiv. Und der Strom, der dafür gebraucht wird, in Deutschland besonders teuer. Eine Aufgabe der Now ist daher auch, die erforderlichen Prozesse so ausreifen zu lassen, dass sie für große Mengen taugen und erschwinglich sind.

          Energie ohne Emissionen, das ist ein Traum, der technologisch schon lange möglich wäre – mit Wasserstoff. Langsam rückt diese Möglichkeit mehr in den Mittelpunkt.

          In einem sind sich Wissenschaft, Industrie und Politik inzwischen einig. Wasserstoff hat gegenüber fossilen Energieträgern und auch gegenüber Strom deutliche Vorteile. Er kann CO2-frei hergestellt werden, hat eine gute Energie-Speicherfähigkeit und ist aufgrund seiner unterschiedlichen Aggregatzustände gut transportfähig. Deutschland wird nie autonom werden von Energieimporten, es ist aber unwahrscheinlich, dass Stromtrassen von Marokko, wo der Strom besonders billig ist, bis Deutschland gebaut werden. Zwischen Australien und Japan verkehrt daher seit wenigen Monaten ein Schiff von Kawasaki, das den Transport des Gases in einem Pilotprojekt testet – bislang ohne nennenswerte Zwischenfälle.

          „Natürlich ist Wasserstoff kein Allheilmittel“, relativiert Geert Tjarks von der Now. „Umsonst wird die Weltrettung nicht sein.“ Die Wasserelektrolyse muss günstiger werden. Und wenn das Gas über Pipelines transportiert werden soll, müssen diese erneuert werden, denn Wasserstoff ist flüchtiger als das bislang dort durchgeleitete Erdgas. Den Weg ebnen zur flächendeckenden Wasserstoffversorgung soll der Verkehrssektor. „Hier ist der Verbraucher seit jeher bereit, viel Geld für Energie zu bezahlen“, erklärt Tjarks und weist auf hohe Spritpreise hin. Anders sieht es hingegen in der Industrie aus. Die benötigten Energiemengen sind dort hoch, die Zahlungsbereitschaft sehr niedrig.

          Schnittpunkt von Industrie und Verkehr sind die Raffinerien. Sie sind verantwortlich für 20 Prozent der Industrie-Emissionen. In fünf Jahren, so schätzt Wasserstoff-Experte Tjarks, werden die Raffinerien mit grünem Wasserstoff arbeiten, um aus fossilen Kraftstoffen Diesel und Benzin zu gewinnen. Das sorgt zwar noch nicht für gesunde Autoabgase, verringert aber den Anteil des Kohlenstoffdioxids in der Ölproduktion.

          Dass die Politik inzwischen auf das Thema aufmerksam geworden ist, wird die Entwicklung beschleunigen. Im Klimapaket ist gleich an mehreren Stellen von Wasserstoff die Rede. Eine entsprechende Wasserstoff-Strategie wird in den kommenden Wochen erwartet. Nach der Europawahl suchten die Politiker nach grünen Themen und wurden im Wasserstoff fündig. Denn obwohl Thinktanks Anfang des Jahres meldeten, dass Deutschland deutlich mehr Kohlendioxid einspare als erwartet, sind die Pariser Klimaziele noch lange nicht erreicht.

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          Nicht zuletzt schwingt von Seiten der deutschen Politik auch ein industriepolitisches Argument mit. Denn das Wissen und die Spezialisten für die Wasserstoff- Technologie gibt es hierzulande bereits, das ist ein Vorteil, der genutzt werden sollte. Die Angst ist nun groß, dass es Deutschland mit dem Wasserstoff ähnlich gehen könnte wie vor einigen Jahrzehnten mit dem Fernsehen: Dieses wurde zwar in Europa erfunden, doch dann von Asien und Amerika rechts überholt und weit zurückgelassen. Sogenannte Wasserstoff-Peaks, also Zeiten, in denen Wissenschaft und Politik intensiver über Wasserstoff diskutieren, gibt es etwa alle zehn Jahre, glaubt Now-Experte Geert Tjarks: „Die Chancen stehen aber gut, dass die Motivation dieses Mal für größere Schritte reicht.“

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