Trotz endloser Sondersendungen und Dauerbeschäftigung mit dem Thema Nr. 1 – diese Corona-Top-Story haben selbst Nachrichtenprofis übersehen. Im Juni beschließt das Bundeskabinett gegen die Corona-Folgen das gewaltige Konjunkturpaket von 130 Milliarden Euro. Wir erinnern uns: das mit dem Wumms! 50 Milliarden davon sind für vielfältige Innovation vorgesehen, das sogenannte Zukunftspaket. Unter anderem für die steuerliche Forschungsförderung von Quantencomputern und Künstlicher Intelligenz oder eine verbesserte Förderung von Elektrofahrzeugen. Fast schon vergessen, irgendwas war da auch mit Wasserstoff. Auf den ersten Blick nur eine weitere Einzelmaßnahme, um dem rasanten Klimawandel irgendetwas entgegen zu setzen. Denn trotz des jahr(zehnt)elangen Kampfs für Windräder und Solar gegen Atom und Kohlekraftwerke oder für die Förderung von Elektroautos, der Fortschritt in Richtung ökologische Nachhaltigkeit verbleibt selbst im vermeintlich grünen Musterländle Deutschland im quälend langsamen Schneckentempo: Denn die erfolgreich nachhaltige Stromerzeugung in Deutschland kann weiterhin nur einen kleinen Teil der Kohlendioxidemissionen vermeiden.
Bei uns wie in ganz Europa entspringt der weitaus größte Teil vielen Industrieprozessen. Selbst wenn es gelingen dürfte, die Stromerzeugung in Deutschland und sogar den PKW-Verkehr dann doch in schnellen Schritten CO2-neutral zu gestalten, so bleibt eine unerträgliche Last für den Planeten: Denn Flugzeuge, Schiffe, Baumaschinen oder Lastkraftwagen bleiben für den Einsatz mit Elektrobatterien (zumindest derzeit noch) ungeeignet. Und die Erzeugung von Stahl, Kokskohle, Aluminium, Zement, Dünger und anderen Chemieprodukten verlangt – nicht nur in Industrieländern – ungeheure Mengen an Energie, die mit heimischen Windrädern oder Solardächern nicht zu produzieren sein dürften. Die Lieferanten von fossilen Rohstoffen von Saudi-Arabien bis Russland werden diese ohne Rücksicht auf das Klima weiter liefern; wenn vielleicht nicht mehr nach Europa, dann gern in ein kostengünstig produzierendes Schwellenland. Eine wachsende Weltbevölkerung und -wirtschaft werden sie ihnen weiter abkaufen und so selbst bei effizientester Ressourcennutzung mit den gegenwärtigen Strategien das CO2-Ziel von 1,5 Grad verfehlen müssen.
Fünf Millionen neue Arbeitsplätze
Ausgerechnet in der Corona-Krise könnte zunächst für Deutschland und in Europa der Grundstein für eine globale Wende in diesem Dilemma gelegt worden sein. Denn neben dem Konjunkturpaket hatte die Koalition nach langem Ringen im Juni auch noch eine „nationale Wasserstoffstrategie“ für Deutschland verabschiedet. Im Juli folgte die EU-Kommission mit einer Strategie für Europa.
Beide zielen im Kern darauf ab, in den kommenden Jahrzehnten die Nutzung von fossilen Energieträgern beinahe vollständig durch erneuerbare abzulösen und dafür den Wasserstoff als zentralen Energieträger überall zum Einsatz zu bringen, wo die erneuerbaren bislang und zukünftig nicht ausreichend zur Verfügung stehen. Gleichzeitig sollen durch einen bislang ungekannten Innovationsschub auf diesem Weg die Konjunktur nach der Krise neu belebt, neue Arbeitsplätze und Produkte geschaffen werden. Nicht zuletzt, um die industriellen Wirtschaftsstandorte Deutschland und Europa international wettbewerbsfähig zu halten, ohne die Produktion oder Wertschöpfung in andere Teile der Welt zu verlieren und so gleichzeitig auch die CO2-Emissionen allenfalls zu verlagern. Nun also der Wasserstoff zur Quadratur des Kreises und zur Rettung der Welt?
© Foto: Gerd Altmann – Pixabay
Die Pläne dafür sind überaus ambitioniert, aber sie lesen sich zumindest stringent und erfolgversprechend. Der erste Baustein dieser Innovationsstrategie lautet zunächst, die Produktion von klimafreundlichem Wasserstoff und die Kapazitäten dafür deutlich zu erhöhen. Technisch ist dies kein völliges Neuland, aber die flächige Realisierung ein gigantischer Quantensprung. So werden zwar in kleinen Pilotanlagen heute schon Wasserstoff und synthetische Energieträger aus Windkraftanlagen und überschüssigem Naturstrom produziert. Und bereits heute wird Wasserstoff in vielen industriellen Prozessen wie in der Stahl- und Ammoniakproduktion als Grundstoff in großem Umfang von über 55 Terrawattstunden (TWh) eingesetzt, der zumeist aber aus fossilen Quellen stammt. Die Produktion von Wasserstoff aus CO2-neutralen Quellen ist noch nicht effizient und vor allem nicht wirtschaftlich, vor allem aber nur verschwindend gering. Um allein die Stahlproduktion auch CO2-neutral zu gestalten würden etwa 80 TWh an Wasserstoff aus nicht-fossilen Quellen benötigt. Für die Umstellung der deutschen Raffinerie- und Ammoniakproduktion wären weitere 22 TWh nötig.
Mehr Energie als zehn neue Atomkraftwerke
Es gibt also einen riesigen Bedarf und damit auch potenzielle Nachfrage. „Wasserstoff ist der Rockstar unter den erneuerbaren Energien,“ findet Frans Timmermanns, der neue EU-Klimakommissar. Damit Wasserstoff in großem Umfang und wirtschaftlich verfügbar wird, sollen in einem ersten Schritt ein schneller internationaler Markthochlauf und zusätzliche Produktionskapazitäten forciert werden.
Auf diesem Weg sollen auch der weitere technologische Fortschritt und – durch eine Skalierung – die notwendige kritische Masse mit marktfähigen Preisen erreicht werden. Bis 2030 sieht die Bundesregierung einen Bedarf von insgesamt 90 bis 110 TWh. Um einen Teilbedarf davon zu decken, sollen Produktionsanlagen mit einer Gesamtleistung von fünf GW entstehen, was etwa 14 TWh an grünem Wasserstoff entspricht. Bis 2035/40 sollen weitere fünf GW folgen. Zum Vergleich: Dies entspricht etwa der Leistung von zehn Atomkraftwerksblöcken. Dem deutschen Vorbild will sich auch Frankreich anschließen, das ebenfalls im September eine nationale Wasserstoffstrategie verabschiedet hat. Hier lautet das Ziel bis 2030 zusätzlich 6,5 GW Erzeugungskapazität.
Den gleichen Weg beschreitet dabei auch die Europäische Kommission für die EU-Staaten insgesamt mit der neuen Wasserstoff-Strategie im Rahmen des Green Deal. Bis 2024 sollen danach sechs GW Elektrolyseleistung für die Produktion von einer Million Tonnen Wasserstoff im Jahr entstehen. Bis 2030 soll die Kapazität auf 40 GW und zehn Millionen Tonnen pro Jahr anwachsen. Bis 2050 schließlich soll die Technik für die Dekarbonisierung in allen Energiesektoren eingesetzt werden und in großem Maßstab zur Verfügung stehen.
Bei einer international besetzten Wasserstoff-Konferenz in der vergangenen Woche in Berlin warb Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier dafür, für die potenziell klimafreundliche Technologie in Europa einen gemeinsamen Markt zu schaffen. Er wolle jetzt das Thema Wasserstoff „mit ganzer Kraft“ während der deutschen EU-Ratspräsidentschaft vorantreiben. Und für Deutschland wird er konkret. Noch in diesem Monat will er eine Regelung vorlegen, mit der Strom für die Herstellung von grünem Wasserstoff von der Umlage nach dem Erneuerbaren-Energien-Gesetz (EEG) befreit werden kann, so dass „wir in den nächsten drei Wochen eine entsprechende Lösung den Fraktionen des Deutschen Bundestages vorschlagen werden.“
Keine Konkurrenz, sondern Ergänzung zur Landwirtschaft: Neben Olivenöl könnten die Mittelmeeranrainer Europa zukünftig vermehrt auch mit grünem Wasserstoff aus Sonne oder Wind beliefern. Neue Einnahmequellen und Entwicklungschancen für strukturschwache EU-Mitglieder im Süden. Eine Chance für Entwickler und Anlagenbauer des Nordens. © Foto: Ulrike Leone – Pixabay
Beim Blick auf die Bedarfsdimensionen wird der zusätzliche Bedarf an Strom aus erneuerbaren Energien für die Wasserstoff-Produktion deutlich. Allein der Bedarf der Industrie an Wasserstoff in Europa wird sich nach Prognosen bis 2030 voraussichtlich auf 665 Terawattstunden (TWh) pro Jahr verdoppeln. Dafür sollen bislang unerschlossene Möglichkeiten für Windkraft – etwa in der Nordsee sowie in Südeuropa – mit großem Potenzial für Wind und Solar erschlossen werden. Eine strategische Allianz bei der Förderung des Wasserstoffes hat Deutschland zunächst mit Frankreich beschlossen. Es zeigt sich aber auch hier, wie bedeutsam beim Thema Innovation die weitergreifende europäische Kooperation ist. Dies gilt sowohl für die Forschung, Förderung, Regulierung, Normierung und Markterschließung. Denn eine flächendeckende Dekarbonisierung industrieller Produktion und Energieversorgung durch grünen Wasserstoff macht nur Sinn, wenn möglichst viele gleichzeitig diesen Weg gehen. Dies lässt sich nur in einem großen europäischen Markt realisieren.
Gleichzeitig bieten sich speziell Deutschland damit neue Chancen für Produkte und Märkte. Bereits heute ist die Bundesrepublik mit 20 % Anteil einer der Marktführer von Elektrolyseuren. Anlagenbau, Logistik, Tankstellen und Leitungsnetze sowie vielfältige Anwendungen von Mobilität bis zur Wärme bieten Ansatzpunkte für eine Vielzahl auch weltweit exportfähiger Produkte. Fatih Birol, Generaldirektor der Internationalen Energieagentur (IEA) hat vorgerechnet, dass weltweit der Aufbau von Elektrolysekapazitäten im Umfang von 2,6 Millionen Megawatt notwendig wäre, um Klimaneutralität zu erreichen. Derzeit sind 200 Megawatt in Betrieb. Die EU sei ähnlich wie früher schon bei den erneuerbaren Energien vorne dabei: „Diesmal sollte die EU aber nicht nur Erster am Start des Marathons sein, sondern auch als Erster durchs Ziel gehen.“ Überraschenderweise hat auch etwa Airbus im September Konzepte für die ersten emissionsfreien Verkehrsflugzeuge auf Wasserstoffbasis vorgestellt, die bis 2035 ihren Dienst aufnehmen sollen. Auf dem Wasserstoffpfad könnten nach Berechnungen bis zu fünf Millionen neue Arbeitsplätze entstehen.
Wasserstoff als neuer globaler Markt
Um im Kampf gegen den Klimawandel globale Wirkung zu entfalten, darf die CO2-Minderung nicht auf Deutschland oder Europa beschränkt bleiben. Doch insbesondere für eine globale Durchdringung bietet sich gerade eine Wasserstoffstrategie an. Denn um die erkennbare Bedarfslücke an Wasserstoff hier zu schließen, werden Europa und Deutschland dauerhaft auf umfangreiche Importe aus Drittländern angewiesen sein. Laut Strategie wahrscheinlich zu nicht weniger als 80 Prozent.
Im September haben Deutschland und Australien daher eine Machbarkeitsstudie zu einer deutsch-australischen Lieferkette für Wasserstoff auf Basis erneuerbarer Energien vereinbart. Hier sollen die Möglichkeiten der Versorgung mit Wasserstoff durch einen klassischen Exporteur fossiler Energien erkundet werden. Denn neben grünem könnte auch sogenannter blauer Wasserstoff zum Einsatz kommen. Dieser wird klimaneutral, wenn bei der Erzeugung aus fossilen Quellen das CO2 abgeschieden und eingelagert (CCS) werden kann. Eine Technik, die in Deutschland verpönt und wenig wahrscheinlich scheint, aber in klassischen Produktionsländern als denkbare Zwischenlösung zum Einsatz kommen könnte. So wollen andere Europäer mit fossilen Quellen zunächst ohnehin voll auf CCS-Technik setzen, vor allem Norwegen und Großbritannien. Dieser Zwischenschritt könnte damit auch eine Brücke für klassische Exportnationen von fossiler Energie werden, beispielsweise Russland. So wurde beim jüngsten deutsch-russischen Energieforum auch die kürzlich veröffentlichte russische Energiestrategie diskutiert, die auch die Entwicklung einer Wasserstoffwirtschaft beschreibt.
Russland hat den Experten zufolge großes Potenzial und möchte sich einen zukünftigen Weltmarktanteil von 15 % sichern. Daneben sieht sich auch die Ukraine als potenzieller Partner für eine Wasserstoffpartnerschaft. Auch weitere Staaten wie Argentinien oder Saudi-Arabien sehen den Markt. Sie arbeiten ebenfalls bereits an konkreten Geschäftsmodellen. Der weltweite Paradigmenwechsel könnte von fossiler Energie über grauen, blauen zum universellen grünen Wasserstoff erfolgen, der im Corona-Sommer in Berlin und Brüssel seine Ouvertüre hatte.
Mit einer europäischen Wasserstoffstrategie wird damit auch ein zwischenzeitlich zurückgestellter Ansatz plötzlich wieder hochaktuell: Die Produktion und der Import von neuer Energie aus Regionen mit günstigen Produktionsbedingungen in Schwellen- und Entwicklungsländern. So scheiterte die Desertec-Idee von Solarstrom aus den Wüstengebieten der nordafrikanischen Anrainerstaaten des Mittelmeers auch an strategischen Bedenken. Für den Import von gasförmigem Wasserstoff auf Schiffen oder via Pipelines gibt es weniger Einwände. Zeitgleich mit dem Beschluss der Wasserstoffstrategie hat die Bundesregierung daher auch eine Absichtserklärung für eine deutsch-marokkanische Wasserstoff-Initiative und den Bau der ersten industriellen Anlage in Afrika unterzeichnet. Bei einem Treffen der europäischen Energieminister in der vergangenen Woche wies EU-Kommissar Kadri Simson auf die selten günstige Konstellation auf beiden Seiten: „Wasserstoff ist eine Chance, die man nicht so leicht bekommt.“
Afrika und das Klima auch mal als Gewinner
Nach Einschätzung der Bundesregierung ist vor allem Afrika prädestiniert, den ersten Schritt in die Wasserstoffzukunft zu gehen. „Mit grünem Wasserstoff könnten die geografischen Vorteile bei den erneuerbaren Energien zum Entwicklungsmotor für die dortigen Gesellschaften werden“, befand Bundesministerin Anja Karliczek im vergangenen Jahr bei der Ankündigung für einen Potenzialatlas für grünen Wasserstoff. „Mit Wasserstoff-Partnerschaften zur Produktion und dem Transport eröffnen wir den Staaten Afrikas den Weg in globale Energiemärkte und zu mehr Wohlstand. Wir schaffen so nicht nur die Basis für deutsche Technologieexporte, sondern gewährleisten auch eine klimafreundliche Energieversorgung.“
Und die Ministerin verwies dabei auch die deutsche Seite noch einmal auf die günstige Perspektive dieser Option: „Noch bietet sich die historische Chance, einen vollkommen neuen Zukunftsmarkt für die heimische Anlagen- und Maschinenbauindustrie sowie für Technologieentwickler zu erschließen.“ „Aber“, mahnte Anja Karliczek weiter, „die Zeit drängt. Der Wettlauf um solche neuen geostrategischen Partnerschaften ist schon in vollem Gange. Staaten wie China gehen bereits seit Langem strategisch auf dem Kontinent vor – das gilt auch für grünen Wasserstoff.“ Vielleicht ist in diesem Fall Konkurrenz aber nicht nur gut fürs Geschäft, sondern auch im Kampf gegen die Erderwärmung.
Solarwärmekraftwerke in Wüstenregionen: Die meisten Mittelmeeranrainerstaaten von Ägypten bis Spanien verfügen über ideale Standortbedingungen für die Produktion von Wasserstoff für den eigenen Verbrauch wie für den Export. Weitere afrikanische Staaten wie Marokko mit seiner 3.000 Kilometer lange Atlantikküste haben zudem noch vergleichbar günstige Windverhältnisse wie europäische Nordseeanrainer. © Foto: Christo Ras – Pixabay
Soweit der Plan. Ob er gelingen kann? Die Aussichten dafür stehen nicht schlecht. Dies sind keine Prognosen von grünen Visionären, sondern eher Thesen für Wirtschaftswissenschaftler und Politikstrategen. Denn die Zeit ist nicht nur überreif, das Problem dürfte sich nach Corona jedes Jahr noch einmal als dringlicher erweisen. Der Bauplan wird zudem nicht nur von hehren Worthülsen und Betroffenheitslyrik umrankt, er ist vielmehr mit institutionellen Ressourcen und dreistelligen Milliardenbudgets hinterlegt. Nicht nur die politische Klasse in Europa, sondern auch die Bevölkerung stehen ihm positiv gegenüber. Die bisherigen und potenziellen Marktteilnehmer sehen darin Chancen und Vorteile, die Beharrungskräfte und Verlierer aus der klassischen Fossilindustrie dürften es schwerer haben als bei anderen Innovationen.
Vor allem aber geht der Ansatz über ein reines Eliteprojekt aus einem entwickelten Industrieland weit hinaus. Grüne Wasserstofftechnologie berücksichtigt mit seinen blauen und grauen Zwischenschritten die Interessen klassischer Energieexporteure, er kompensiert drohende Verluste durch neue Ertragsperspektiven. Und er bietet zudem noch wenig entwickelten Regionen die Chance zur Teilhabe am internationalen Energiemarkt sowie zum Aufbau dringend benötigter Kapazitäten für eigenes Wachstum auf nachhaltiger Basis. Er lockt zudem Investoren mit notwendigen Ressourcen und den globalen Kapitalmarkt. Und noch ein wichtiger Punkt: die Transformation zwingt nicht, den Pfad des ökonomisch-politischen Systems zu verlassen. Vielleicht ist die Bedeutungszuweisung zu verwegen: Aber das Beispiel Wasserstofftechnologie könnte damit zum Prototyp und Role Model für eine umfassende Transformation zu einer global nachhaltigen Wirtschaftsweise werden.
Und auch als Studienobjekt für Akademiker könnte die Wasserstoff-Strategie interessant werden. Vielleicht wird sich irgendwann am Beispiel Wasserstoff noch einmal aufzeigen lassen, dass weitreichende Innovationen nicht immer disruptiv sein müssen, sondern auch eine inkrementelle Weiterentwicklung und Anwendung ausreichen. Entscheidender ist vermutlich vielmehr, dass ein dringendes gesellschaftliches Problem im Raum steht, das einer Lösung bedarf. Und noch eine Erkenntnis könnte der Wasserstoff bestätigen: Weder der Aufbau eines Eisenbahnnetzes in Europa noch das Weltraumprojekt der NASA oder das Internet haben sich als Innovationen auf einem Markt von Möglichkeiten entfaltet. Marktkräfte allein werden als Anreiz und Steuerungselemente nicht ausreichen, um Transformationsprozesse von dieser Dimension zu leisten. Es bedarf der politischen Initiative und der Governance durch starke staatliche Akteure, die idealerweise transnational kooperieren und an einem Strang ziehen.
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