Wasserstoff Optionen

Die Diskussion um mit nuklearer Energie produzierten Wasserstoff ist in diesem Jahr in eine neue Phase getreten, als der deutsche Industriegasriese Linde eine kommerzielle Vereinbarung über die Nutzung von H₂ aus einem schwedischen Kernkraftwerk unterzeichnete. Es war der erste Vertrag dieser Art und verleiht damit einem viel diskutierten Thema eine neue Dimension. Das Kraftwerk in Oskarshamm nahe der Ostseeküste ist das letzte von drei Kraftwerken, die von OKG betrieben werden und sich im Besitz von Uniper und Fortum befinden. Seit 30 Jahren produziert es mit Hilfe von Elektrolyseuren, die mit eigenem Strom betrieben werden, Wasserstoff für den Einsatz als Reaktorkühlmittel.
Die früheren Elektrolyseure wurden vor einigen Jahren geschlossen, aber die Elektrolyse-Anlage konnte mehr H₂ produzieren, als der Standort benötigte, so dass beschlossen wurde, das überschüssige H₂ an Linde zu verkaufen, was als Gelegenheit zur Expansion gesehen wird. Der Chef von Uniper Schweden, Johann Svenningsson, kündigte an: "Unser Ziel ist es, den wachsenden Markt für Wasserstoff gemeinsam mit Fortum zu erschließen. Das schwedische Elektrizitätssystem ist praktisch frei von fossilen Brennstoffen, und wir haben daher gute Voraussetzungen für die Produktion großer Mengen Wasserstoff."
Dies geschah nur wenige Monate, nachdem Präsident Emmanuel Macron die Nutzung der französischen Kernkraftwerke zur Wasserstofferzeugung als potenziellen "Hauptvorteil" für sein Land bezeichnet hatte, um das Land bis 2030 zu einem H₂-Powerhouse zu machen. Die Kernenergie wurde auch von der französischen EDF als potenzielle Energiequelle für die Wasserstoff-Elektrolyse in Großbritannien genannt, die seine Begeisterung für eine nuklear geführte Energiewende teilt.
Der französische Präsident sagte, die Verbindung von Frankreichs umfangreicher Nuklearflotte mit Elektrolyseuren könnte für das Land ein "Hauptvorteil" bei der Deckung des für die Zukunft vorhergesagten massiven Inlandsbedarfs an Wasserstoff sein. Seine Unterstützung für die Kernenergie - oder rosa Wasserstoff - steht im Widerspruch zum Nachbarland Deutschland, das es bisher vorgezogen hat, seinen Energiebedarf mit importiertem grünem Wasserstoff aus Wind- und Sonnenenergie zu decken.
Macrons Unterstützung für die rosa Option kam, als er das Trio "Kernkraft, Wasserstoff und erneuerbare Energien" in den Mittelpunkt eines 30-Milliarden-Euro-Plans zur Wiederbelebung der Industrie stellte, der auch zwei Elektrolyseur-"Megafabriken" vorsieht. Die Befürworter des rosafarbenen Wasserstoffs behaupten, dass die nukleare Option die Möglichkeit bietet, Elektrolyseure ununterbrochen mit maximaler Kapazität zu betreiben, was dazu beitragen kann, H₂ schnell zu dekarbonisieren und Kostengleichheit mit der bestehenden Versorgung oder der blauen Variante zu erreichen, die Gas aus fossilen Quellen nutzt. Wie das Vereinigte Königreich hat auch Macron zugesagt, die so genannte kleine modulare Reaktortechnologie voranzutreiben, von der Unternehmen behaupten, dass sie eine zuverlässige dekarbonisierte Grundlastversorgung ohne die Schwankungen erneuerbarer Energiequellen wie Wind und Sonne bieten kann.
Rafael Mateo, CEO des spanischen Unternehmens Acciona Energía, einem der größten Erzeuger erneuerbarer Energien auf dem Kontinent, gab zu Protokoll, dass Europa "verrückt" sei, grünen Wasserstoff aus Ländern wie Chile und Australien zu importieren. "Der Vorteil der erneuerbaren Energien und des grünen Wasserstoffs besteht darin, dass er vor Ort aus autonomen Ressourcen gewonnen wird, so dass sich jedes Land seine eigene kohlenstoffarme Energie zu stabilen Preisen für 30 Jahre sichern kann - es ist verrückt, zu importieren, wenn man über diese Ressourcen verfügt", sagte er und verwies auf die jüngsten Erdgaspreise, die ein Rekordhoch erreicht haben. "Europa importiert jeden Monat fossile Brennstoffe im Wert von etwa 22 Milliarden Euro, wir sind von anderen Ländern wie Russland abhängig. Wir befinden uns also in den Händen eines Dritten, der den Gaspreis festlegt. Er fügte hinzu: "Wenn man seine eigene Energieversorgung haben kann - Strom plus grünen Wasserstoff - macht es keinen Sinn, fossile Brennstoffe zu importieren, denn damit ist man der Volatilität sowohl in der Industrie als auch in der Geopolitik ausgesetzt."
Er sprach vor der aktuellen Krise, als die Europäische Kommission versuchte, im Einklang mit ihrer Wasserstoffstrategie 2020 40 GW H₂ aus diesem Land und Nordafrika zu importieren, während Deutschland 350 Mio. EUR zur Unterstützung grüner H₂-Projekte außerhalb der EU bereitgestellt hat, um seine Importe zu stärken.

Die Bedingungen bestimmen das beste Mittel

Es ist ein komplexes Thema mit starken Argumenten auf beiden Seiten, aber der einzige gemeinsame Nenner sind die Kosten, die im Allgemeinen mit den Umweltbedingungen zusammenhängen. Länder wie Australien mit seinen weiten Wüsten, starken Winden und hoher Sonneneinstrahlung sind ideal für die kostengünstige Erzeugung von erneuerbarem Wasserstoff, während dicht besiedelte Länder wie Deutschland auf andere Quellen zurückgreifen müssen.
Doch die Einfuhren sind auch mit Kosten verbunden, insbesondere was den Transport betrifft. Eine aktuelle Studie von Chatham-House des deutschen Thinktanks, Agora Energiewende, fand heraus, dass es für Deutschland billiger wäre, seinen eigenen erneuerbaren Wasserstoff zu produzieren, als ihn zu importieren, obwohl dies nicht für alternative Wasserstoffspeicher wie grünes Ammoniak gilt, wo das Gegenteil der Fall wäre.
Es ist schon bemerkenswert, dass ein Gas, das von Natur aus farblos ist, je nach Herstellungsweg nun als rosa, blau, blaugrün, grau und sogar türkis eingestuft wird, dem eine etwas ausgefallene Alternative zugrundeliegt, die besser als Methanpyrolyse bekannt ist. Wie bei den grauen und blauen Optionen wird Methan als Ausgangsstoff verwendet, aber der Prozess wird durch mit Strom erzeugter Wärme angetrieben und nicht durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen. Im Gegensatz zur Methandampfreformierung (SMR) liegt der Kohlenstoff in fester Form und nicht als CO₂ vor. Das bedeutet, dass kein CCS erforderlich ist und der Kohlenstoff sogar in anderen Anwendungen wie zur Bodenaufbereitung oder der Herstellung verschiedener Komponenten verwendet werden kann.
Wenn der Strom, der die Pyrolyse antreibt, erneuerbar ist, ist das Verfahren völlig kohlenstofffrei oder sogar kohlenstoffnegativ, wenn das Ausgangsmaterial Biomethan und nicht fossiles Methan ist.
Unabhängig von den Pantone-Farbtönen sollte man sich vor Augen halten, dass mehr als 90 % des weltweiten Wasserstoffs grau ist, d. h. in einem SMR-Verfahren unter Verwendung fossiler Brennstoffe, entweder Kohle oder Erdgas, hergestellt wird. Dieser Prozess ist sehr kohlenstoffintensiv und verursacht jährlich 800 Millionen Tonnen CO₂-Emissionen.