LdN389 Wasserstoff

Kommentare zum Podcast
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Die problematischen Seiten eines massiven Wasserstoffimports wurden bislang noch kaum hier oder in der Lagefolge besprochen, was ich als fatal empfinde.

Aktivisten vor Ort berichten von fehlender Beteiligung am Prozess, ausbleibenden lokalen Vorteilen, Sorge vor zunehmender Wasserknappheit (aufgrund des massiven Wasserbedarfs der Projekte) und Misinformation, u.A. für Projekte wie Hyphen in Namibia. Energiekolonialimus, massiv überschätzter Bedarf und fossile lock-ins dabei nur als Stichwörter.
Daher habe ich im Folgenden einige Ressourcen zu den problematischen Seiten des Wasserstoffhypes aus einer Klimagerechtigkeitsperspektive aufgelistet, ein Hype der uA von Deutschland zentral getrieben wird.

Dieser Bericht beleuchtet die Problematik ganz hervorragend für Deutschland und die Industrieakteure, die dahinter stehen: https://corporateeurope.org/sites/default/files/2023-03/Germany’sGreatHydrogenRace_CEO.2023.pdf

Hier werden zudem einige allgemeinen Probleme mit grünem Wasserstoff angesprochen: Hydrogen: Climate Fix Or Fossil Fuelled Fiction? - Food & Water Action Europe
und hier: Fair green hydrogen – Chance or Chimera in Morocco, Niger and Senegal? - Arepo Consult

Und hier eine Einschätzung der EU-Wasserstoffrichtlinie und ihre Folgen: Hydrogen hype: Why the EU should be… | Transport & Environment

Zusammenfassung: Wenn es eine gerechte Energiewende geben soll, dann muss auch globale (und nicht nur Energiegerechtigkeit in Deutschland, wie in der Folge angesprochen) Gerechtigkeit Kern der Betrachtungen sein: Welche Vorteile haben Menschen vor Ort (besonders die lokale Bevölkerung und nicht die oft korrupten Regierungen)?; wie werden diese beteiligt?; warum wird nicht die Elektrifizierung und Dekarbonierung vor Ort zuerst vorangetrieben, anstelle die Erneuerbaren vor Ort für die Wasserstoffproduktion für Deutschlands/Europas Dekarbonisierung zu nutzen?..
Was bedeutet eine Deutsche Energiewende für globale Gerechtigkeit, wer sind die Gewinner und die Verlierer?

Angesichts dieser Punkte wäre eine tiefere Einordnung des Themas in einer folgenden Folge mMn sehr angebracht, vielen Dank.

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Noch ergänzend einige Ressourcen zu Neokolonialismus und Wasserstoff (insbesondere in Nordafrika, wie auch in der Folge angesprochen).
Eine Einordnung vom Transnational Institute: Green hydrogen in Tunisia | Transnational Institute

Zum Hyphen Projekt spezifisch: Die Namibian Environmental Chamber bezeichnet das Projekt als „red hydrogen“ aufgrund der massiven Gefahren für die Biodiversität vor Ort: https://n-c-e.org/sites/default/files/2024-05/Green%20hydrogen%20%20Tsau%20Khaeb%20National%20Park%20(NCE%20Position%20Paper).pdf
Und auch die indigene Bevölkerung vor Ort wehrt sich gegen Hyphen: bne IntelliNews - Namibian community rejects green hydrogen port expansion project serving Germany’s Hyphen.
Hier ein weiterer Artikel zur Deutschen Kolonialgeschichte in Namibia: ein deutsches KZ auf der Insel, neben der der Hafen erweitert werden soll, aus dem uA vermutlich Wasserstoff nach Deutschland transportiert werden soll: Call for port extension to be halted as genocide remains are found on Namibia’s Shark Island | Global development | The Guardian

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Du nennst einige der relevanten Fragen, wenn es um die globale Entwicklung der Wasserstoffwirtschaft geht. Gerade Aspekte wie die Elektrifizierung und Dekarbonisierung in den jeweiligen Ländern oder Fragen der Verfügbarkeit von Wasser sind beispielsweise gut geeignet, um bei einer guten Umsetzung auch der lokalen Bevölkerung zu helfen.

Allerdings sehe ich das teilweise eher verteufeln von Wasserstoff in Teilen der Quellen nicht als Vorteilhaft sich hier auch entsprechend Gehör zu verschaffen.

Ja man kann darüber meckern, dass die bekannten Industrieakteure nun auf Wasserstoff setzen wollen. Aber nur weil es bekannte Unternehmen sind die bisher fossil aufgestellt sind muss das nicht gleich ein fossiler lock in sein. Z.B. wird der BDEW kritisiert weil seine Mitgliedsunternehmen fast das gesamte Erdgas in Deutschland vermarkten. Im BDEW sind allerdings auch sehr viele neue, grüne Unternehmen organisiert. Man kann gerne die Mechanismen deren Lobbyarbeit kritisieren, aber daraus gleich ein Wasserstoff ist schlecht weil traditionelle Industrieunternehmen auch in die Wertschöpfung von grünem Wasserstoff einsteigen wollen zu machen, geht doch etwas zu weit.

Bei der Quelle bin ich dann ausgesteigen. es geht ähnlich los und hat an sich erst mal einen guten Punkt, dass Unternehmen versuchen auch fossil-bassierten Wasserstoff als grün zu labeln. Es geht dann aber doch wieder sehr schnell dahin, dass doch die fossilen Erdgastransporteure nun von ihrer Infrastruktur profitieren wollen. Ich sehe auch die Gefahr, dass das Netz überdimenioniert wird, aber ohne die bestehenden Unternehmen einzubinden wird es schwer von der vorhandenen Infrastruktur zu profitieren. Alles komplett neuzubauen (auch wenn es kleiner ausfällt) ist aufgrund von Kosten und Zeitdruck auch keine realistische Option.

Der Punkt, dass Wasserstoff zu riskant und gefährlich ist war dann aber doch zu viel des guten. Wenn man mit der Hindenburg einsteigt, dann ist das eher dumpfer Populismus als eine konstruktive Auseinandersetzung mit der Sache. Klar ist Wasserstoff nicht ohne Risiken, aber das gilt auf dem Niveau auch für Strom, der nicht ungesichert eingesetzt werden sollte. Auch hier gilt, Wasserstoff wird schon heute umfangreich in der Industrie verwendet und es sind letztlich die Standards und Normen, die dort die notwendige Sicherheit gewährleisten.

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So wie ich das bei Hyphen-Afrika verstanden habe, sprechen sie von 3000 dauerhaften Jobs, Strom- und Trinkwasserproduktion über Meerwasserentsalzungsanlagen für die Menschen dort. Es gibt Vorschriften für Mindestanteile lokaler Produktion (bis zu 30 Prozent), für Ausbildungsplätze und die Beschäftigung namibischer Arbeitnehmer (bis zu 90 Prozent). Zudem sollen im Schattern der Photovoltaikflächen Pflanzen wachsen und somit grüne Oasen entstehen.
Wenn das so eintreffen sollte, profitiert die Bevölkerung von diesem Projekt massiv. Jahrzehnte haben wenige Ölmagnaten im Nahen Osten oder sonstwo im größten Luxus vom Energiehunger der Welt profitiert. Warum nun nicht auch mal Afrika?

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Die Folge mit dem Teil zu dem Wasserstoff
Bedarf in der Industrie enthält wesentlich Falsch-Fakten.

Hier ist die Rede davon, dass 600 bis 700 TWh an Wasserstoff in der Industrie gebraucht wird. Woher kommt diese Zahl?
Fakt ist der gesamte Endenergiebedarf (also die Energie, sie tatsächlich effektiv umgesetzt wird) der Industrie beträgt heute 700 TWh. Prognose fallend. Siehe Endenergieverbrauch nach Energieträgern und Sektoren | Umweltbundesamt

D.h. wie diese Endenergie von Wasserstoff gedeckt wird, ist aktuell noch völlig offen. Bei 700 TWh Bedarf, würde der gesamte jetzige Energiebedarf mit Wasserstoff substituiert werden, was völlig unrealistisch ist.
Wasserstoff ist mind. Faktor 3 bis 4 teurer als Strom und weniger effizient. D.h. das meiste dieser 700 TWh wird mit Strom ersetzt, wobei insbesondere bei Wärme, Strom mit einem Wirkungsgrad größer 1 eingesetzt werden kann. D.h. die Primärenergieverbrauch ist kleiner als 700 TWh wenn keine Brennstoffe eingesetzt werden.

Diese Energiemenge kann in Deutschland produziert werden durch eben geplante Vervierfachung der EE Kapazitäten.
Wasserstoff einzusetzen macht nur bei der Produktion von Stahl oder chemischen Prozessen Sinn. Das wird auch nicht wenig sein, aber eben deutlich weniger, was auch in Deutschland produziert werden kann.
Import von Wasserstoff halte ich bedingt sinnvoll, da dieser Stoff schwer transportabel und flüchtig ist. Wirtschaftlich vermutlich auch schwer darstellbar, wenn es Wind und Solarstrom für wenige Cent zu schlangen gilt.

Ladet doch dazu mal nen Experten ein.

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Vielleicht geht es nicht nur um Energie, sondern auch als Grundstoff? Plastik und Medikamente sind ja auch auf Erdöl aufgebaut.

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Ob das der Grund für die 600 TWh sind weiß ich nicht, aber die Vermutung, dass da eine Menge H2 benötigt wird habe ich auch.

Man benötigt Wasserstoff um aus CO2 Synthesegas herzustellen, das dann in die gesamte Bandbreite der organischen Chemie umgewandelt werden kann.

Gerade wenn wir keine Steam Cracker mehr betreiben wollen weil die Erdöl und Erdgas als Ausgangsstoffe benötigen, führt an einem unheimlich hohen H2 Bedarf wenig vorbei.

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Wie viel ÖL STECKT IN PlastikTÜTEn? - wissenschaft.de - hier steht, ca. die doppelte Menge Erdöl pro Menge Kunststoff. Im Artikel geht es nur um Einkaufstüten, ich habe gerade mal exemplarisch meine Wertstofftonne inspiziert, ein Joghurtbecher wiegt z.B. 15g, die Verpackung einer (veganen) Wurst 10g usw. Positiv betrachtet, könntet dies recycelt werden und selbst, wenn es nur verbrannt wird, wird die Energie ausgenutzt, was allemal besser ist, als direkt durch den Auspuff zu verdampfen. Laut Statista verbraucht jeder Bundesbürger 41kg Kunststoff, entspricht 82kg bzw. 102l Erdöl.
Das wären dann immerhin 8 Milliarden Liter Erdöl allein in Deutschland pro Jahr.

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Aus der anderen Diskussion, wo ich schon mal auf Studien, die Nachfrage nach Wasserstoff abdecken, verwiesen habe. Da ist sowohl der energetische, als auch der nicht-energetische Verbrauch mit abgedeckt.

Allgemein ist die Spannbreite sehr hoch, was auf die Unsicherheit bezüglich bei der Entwicklung der Wasserstoffwirtschaft zurückzuführen ist. Es kann aktuell niemand seriös sagen, bei welcher Menge es enden wird. Alle Studien rechnen hier mit Szenarien und entsprechenden Annahmen was die Skalierung der Technologie angeht. Es kann also sein, dass Deutschland bei einem Bedarf von 700 TWh Wasserstoff und Derivaten oder mehr landet.

@GreenDad dabei geht es dann nicht nur um den Industriesektor, sondern auch um weitere Produkte, wie eben synthetische Kraftstoffe für z.B. den maritimen Sektor. Dazu kommt, dass in solchen Szenarien Wasserstoff und Derivate auch in der Mobilität oder dem Gebäudesektor eingesetzt werden. Es gibt gute Gründe, die dagegen sprechen, dass es so kommen wird. Aber es ist mitnichten so, dass es nur der Industriesektor sein wird.

Was den Import angeht. Auch da ist in all den betroffenen Studien eigentlich klar, dass es Importe bedarf. Dein Punkt, dass Wasserstoff schwer transportabel ist, ist in seiner Auswirkung auch nicht tragbar. Ja, das ist komplizierter als andere Stoffe, aber technisch ist es machbar und es gibt gute Gründe, dass es wirtschaftlicher sein dürfte als Wasserstoff in Deutschland zu produzieren. Das ist dann der entscheidende Punkt.

Bei Wasserstoff kann die Verlustrate 0,02-0,5% / 1000 km sein. Das ist mit ein Grund, wieso Studien zu dem Ergebnis kommen, dass Importe via Pipelines aus Nordafrika sinnvoll sein können. Beim internationalen Transport via Schiff ist die Spanne grösser. Hier ist neben den Verlusten bei der Verflüssigung und Entspannung die boil-off-Rate während des Transports relevant. Diese kann 0,1-5% pro Tag betragen (auch wenn 5% schon ein Extremfall sind, und es laut der Quelle eher Richtung 1% gehen dürfte).

Zum Vergleich bei LNG ist die boill-off-Rate 0,1-0,15% pro Tag. Das ist deutlich geringer, bzw. der untere Rand für flüssigen Wasserstoff. Bei Erdgaspipelines habe ich auf die schnelle nur die folgende Quelle gefunden (https://unece.org/fileadmin/DAM/energy/se/pp/geg/geg5_ws_March2018/Tdt_R.Kenter_Benjamin.deVille.de.Goyet_Marcogaz.pdf). Auf Folie 2 sind die Verluste im Transportnetz in Europa knapp 0,05% (angenommen alle CH4 Emissionen sind Verluste). Aber auch hier gilt wieder, dass es Unsicherheiten gibt. So gibt es Untersuchungen in den USA, die auf höhere Werte als von z.B. der USA Umweltbehörde EPA angegeben hindeuten: https://www.edf.org/sites/default/files/documents/Pipeline%20Methane%20Leaks%20Report.pdf.

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Ein sehr großer Unterschied ist, dass Wasserstoff m.W. nicht so klimaschädlich laut Treibhausgas – Wikipedia Immerhin 2-44 mal so stark wie CO2, Methan 25 mal, das kombiniert mit den vermutlich höheren Verlustraten bei H2 in Pipeline, ist die Wirkung von Methan und Wasserstoff hier ähnlich. Da ja aus den ankommenden 99% Methan CO2 wird, steht Wasserstoff am Ende natürlich trotzdem besser da.

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@BamChiller
Es geht mir darum, dass in der Folge behauptet wurde, dass 700 TWh Wasserstoff definitiv benötigt wird und dass deswegen zwingend große Mengen importiert werden müssen. Das als Fakt zu beschreiben, empfinde ich ala großen Fehler bzw. Irreführung.

Aber wie gesagt, das weiß derzeit niemand und ich habe große Zweifel, dass Wasserstoff so wichtig wird. Einfach aus dem Grund, dass sich effizientere Lösungen langfristig durchsetzen, das sieht man in allen Bereichen.
Strom kann effizienter genutzt werden als Wasserstoff und ist billiger, auch in gespeicherter Form. Saisonale speicher braucht es übrigens nicht. D.h. überall setzt sich Elektrifizierung durch.

D.h. einziger Grund des Einsatzes von Wasserstoff ist den Einsatz als chemisches Element. Im Bereich Kunststoff und Co ist nicht der effiziente Weg Erdöl durch Wasserstoff und co2 zu ersetzen sondern massiv zu recyceln und biogene Kunststoffe einzusetzen.

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Hier mal eine Abschätzung:

In den untersuchten Szenarien liegt das Primärenergieaufkommen für den Energiebereich zwischen 1850 TWh (Suffizienz) und 2450 TWh (Beharrung) und damit deutlich niedriger als heute (knapp 3300 TWh). […]
Die Menge importierter, auf Basis erneuerbaren Stroms im Ausland hergestellter synthetischer chemischer Energieträger, die im Jahr 2045 genutzt werden, schwankt bei den untersuchten Szenarien zwischen rund 290 TWh im Szenario Suffizienz und mehr als 950 TWh im Szenario Beharrung. In letzterem kann das CO2-Ziel ohne diesen erhöhten Import nicht erreicht werden. Insbesondere ein Festhalten an der Nutzung gewohnter verbrennungsbasierter Techniken zur Wärmeversorgung und Fortbewegung (Szenario Beharrung) resultiert in der Notwendigkeit großer Importmengen synthetischer Energieträger. […]
Die Transformation des Energiesystems von einem auf fossilen Energieträgern beruhenden Energiesystem zu einem System, in dem zu 100% Erneuerbare Energien verwendet werden, führt, wie in Abbildung 10 dargestellt, in allen Szenarien zu einem starken Rückgang der Primär- und Endenergie. Dies ist insbesondere durch die zunehmende Elektrifizierung in den Verbrauchssektoren zu sehen, wo durch technologischen Fortschritt und steigende Wirkungsgrade (beispielsweise in den Szenarien Referenz oder Inakzeptanz) auch bei nahezu gleichbleibender Nachfrage der Endenergieeinsatz um bis zu 30% gesenkt werden kann. Wird zusätzlich zum Einsatz von effizienteren Technologien die Nachfrage durch weitere Effizienz- und Suffizienz-Maßnahmen reduziert, können im Szenario Suffizienz Primär- und Endenergie sogar um 40% reduziert werden. Wird die Elektrifizierung wie im Szenario Beharrung dagegen eingeschränkt, wird die Endenergie bis zum Jahr 2045 um lediglich 17% reduziert. So werden beispielsweise durch einen vermehrten Einsatz von synthetischen Energieträgern weiterhin etwa 2500 TWh Primärenergie benötigt, wohingegen im Szenario Referenz etwa 300 TWh weniger eingesetzt werden müssen. […]
Wasserstoffbereitstellung und -verwendung steigen in allen Szenarien deutlich an auf 120 TWh (Beharrung und Suffizienz) bis 330 TWh (Referenz und Inakzeptanz) im Jahr 2045. […]
Aktuell gibt es wenige Aussagen in der Literatur, wie hoch der zusätzliche Bedarf ist, schätzungsweise könnten 2045 zwischen 35 und 300 TWh Wasserstoffnachfrage für die stoffliche Verwendung in der Industrie hinzukommen. Hierdurch könnte unter anderem die Verfügbarkeit von Wasserstoff für industrielle Prozesswärme oder den Verkehr zurück gehen.

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