KLIMACHECK WASSERSTOFF: ÖKOLOGISCH UND SOZIAL GERECHT!
Spricht man über klimafreundliche Energie, geht es schnell um Wasserstoff. Doch was ist Wasserstoff und wofür wird er gebraucht? Und warum soll er gut fürs Klima sein?
Wir haben uns angeschaut, woraus Wasserstoff gemacht ist, welche Vorteile und Risiken er mit sich bringt und wie es gelingen kann, dass die entstehende Wasserstoff-Wirtschaft ein Gewinn für alle wird.
TEILEN
Woher kommt Wasserstoff und wofür wird er gebraucht? Welche Produktionswege, welche Anwendungen sind gut fürs Klima? Welche Auswirkungen hat Wasserstoff-Produktion im globalen Süden auf die Menschen dort? Antworten findet ihr unter …
Wasserstoff: Die Chemie dahinter
Wasserstoff ist ein Gas, das auf der Erde kaum in reiner Form vorkommt. Das liegt daran, dass er schnell mit anderen Stoffen reagiert – mit Sauerstoff zum Beispiel. Dann entsteht daraus Wasser.
Wasserstoff kann man aus Wasser herstellen. Der Vorgang heißt Elektrolyse. Dafür ist viel Energie nötig. Wenn grüner Strom verwendet wird, entsteht dabei kein klimaschädliches Kohlendioxid. Die elektrische Energie spaltet die Wassermoleküle (H2O) in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) auf.
Nur ein Bruchteil des heute verwendeten Wasserstoffs stammt aus erneuerbarer Energie. Bisher wird Wasserstoff vor allem aus Erdgas hergestellt. Diese Art der Herstellung ist sehr schlecht fürs Klima. Einmal, weil dabei viel Kohlendioxid entsteht und zum anderen, weil Erdgas schon bei seiner Förderung und beim Transport Treibhausgasemissionen verursacht.
Wasserstoff: Energiespeicher und Rohstoff für die Industrie
Wasserstoff ist ein Energiespeicher. Wenn man ihn über Elektrolyse herstellt, dann steckt ein großer Teil der Energie, die dort verwendet wurde, im Wasserstoff. Die Energie wird wieder frei, wenn der Wasserstoff mit Sauerstoff zurück zu Wasser reagiert. Ein Teil der ursprünglich verwendeten Energie geht dabei allerdings immer verloren.
In der Industrie wird Wasserstoff heute schon als Rohstoff genutzt, zum Beispiel um Düngemittel, Plastik oder Benzin und Diesel herzustellen.
Viele dieser Produkte sind umwelt- und klimaschädlich! Sie müssen weniger werden – ob mit oder ohne grünen Wasserstoff.
Die Stahlindustrie braucht künftig viel Wasserstoff, um Kohle oder Erdgas zu ersetzen. Die Stahlherstellung verursacht mehr als ein Viertel der deutschen Treibhausgasemissionen im Industriesektor. Mit Wasserstoff aus erneuerbaren Quellen könnte sie klimaneutral werden.
Wasserstoff-Herstellung braucht Regeln
Damit die Wasserstoff-Herstellung nicht zur Dreckschleuder wird, braucht sie Regeln. Würde man den Elektrolyseur zur Wasserstoffproduktion einfach an das Stromnetz anschließen und dauerhaft laufen lassen, würde er den gegenwärtigen deutschen Strommix beziehen. Der enthält aktuell 418 Gramm Kohlendioxid pro Kilowattstunde. Ein Kilo Wasserstoff aus einer solchen Anlage wäre dann für 23 Kilo Kohlendioxid-Emissionen verantwortlich.
Die EU-Kommission hat deshalb einen Rechtsakt erlassen, den so genannten Delegated Act zur RED II. Er legt fest, unter welchen Bedingungen Wasserstoff als erneuerbar oder „grün“ gelten darf. Nämlich nur dann, wenn der Wasserstoff aus einer Anlage kommt, die folgende Bedingungen alle erfüllt:
- Sie steht in der Nähe eines Solar- oder Windparks
- Sie verbraucht nur dann Strom, wenn der Park gerade grünen Strom liefert
- Der Solar- oder Windpark wurde zusätzlich zum ohnehin stattfindenden Ausbau der erneuerbaren Energien errichtet.
Alternativ ist der Wasserstoff dann klimafreundlich, wenn der Elektrolyseur in einem Land steht, dass sich größtenteils ohne Kohle oder Erdgas versorgt – zum Beispiel in Schweden oder Finnland.
Wasserstoff: ein Ressourcenfresser?
Die Produktion von Wasserstoff verbraucht Ressourcen: Landflächen, Wasser für die Elektrolyseure und natürlich Metalle, Beton und weitere Rohstoffe. Diese Ressourcen haben einen Preis – auch für die Umwelt. Obwohl grüner Wasserstoff insgesamt weit weniger Umweltschäden verursacht als die Förderung von Kohle, Gas und Öl, kann seine Herstellung dennoch gravierende Auswirkungen auf Menschen, Tier- und Pflanzenwelt haben. Die können minimiert werden, wenn man Folgendes beachtet:
Landverbrauch/ Landnutzung
Landflächen werden vor allem für die Wind- und Solarparks gebraucht, die die notwendige Energie bereitstellen sollen. Auch Elektrolyseure, Wasserstoffspeicher, Leitungen, Häfen oder andere Transportwege brauchen Platz. Wenn das Wasser aus Entsalzungsanlagen gewonnen werden soll, kommen diese Flächen noch hinzu. Nirgendwo auf der Welt ist dieser Platz einfach vorhanden. Wie lassen sich Konflikte um Fläche vermeiden?
- Lokale Bevölkerung konsultieren und mitbestimmen lassen
- historische Landkonflikte aufarbeiten
- Naturschutzgebiete und traditionelle Nutzung respektieren
- Mindestabstand zu Siedlungen einhalten
- Flugrouten von Vögeln, Zugrouten von Bodentieren, Lebensräume von Wassertieren respektieren
- Mischnutzung ermöglichen (Agri-Photovoltaik oder Weideland mit Windrädern)
Wasser/ Entsalzungsanlagen
Um Wasserstoff zu produzieren, braucht man Wasser. Schon auf der Ebene der chemischen Reaktion sind es neun Liter Wasser pro Kilo Wasserstoff. Rechnen wir die Verluste im Produktionsprozess dazu, sind es deutlich mehr. Oft herrschen gute Bedingungen für erneuerbare Energien in Gegenden, wo das Wasser knapp ist. Die Hälfte der Menschheit hat regelmäßig nicht genug Wasser zur Verfügung.
Eine Antwort auf die Frage, woher das Wasser für den grünen Wasserstoff kommen soll, lautet: Entsalzungsanlagen. Doch neben ihrem Platzbedarf (siehe oben) machen ihre Rückstände Probleme. Die Salzlauge, die dabei zurückbleibt, wird meist einfach zurück ins Meer geleitet. Das schadet vielen Meeresbewohnern, auch weil die Lauge zusätzlich Chemikalien aus dem Entsalzungsprozess enthält.
Deshalb gilt:
- energiesparende und effiziente Technik sowie erneuerbare Energien für die Entsalzung verwenden
- lokale Bevölkerung und Unternehmen mitversorgen
- Salzlauge aufbereiten und reinigen, nur verdünnt ins Meer leiten
- das beim Verbrauch von Wasserstoff entstehende Wasser auffangen und wiederverwenden.
Metalle, Zement, Asphalt
Die Wind- und Solarkraftwerke, die Elektrolyseure und ggf. die Anlagen zur Ammoniak- oder Methanolproduktion, die Stromleitungen, Pipelines, Terminals und Schiffe, all das braucht Metalle, Baustoffe und Energie, um gebaut zu werden. Schon heute sind viele dieser Ressourcen knapp.
Elektrolyseure waren nicht der Teil der Studie – für sie werden neben Stahl und Aluminium insbesondere Nickel, Platin und Iridium gebraucht.
Wasserstoff richtig nutzen
Wir haben gesehen, dass Wasserstoffnutzung grundsätzlich mehr Ressourcen und mehr Energie kostet als die direkte Nutzung von Strom. Zum Beispiel würde eine Wasserstoffheizung fünfmal so viel Strom verbrauchen wie eine Wärmepumpe! Damit wären natürlich auch die Heizkosten deutlich höher. Deshalb:
Nutzung von elektrischer Energie geht vor!
Auch im Verkehr läuft es mit Strom meistens besser. Es gibt eine Reihe Pilotprojekte für Wasserstoff-LKWs oder -Züge. Doch der rasche technische Fortschritt bei Batterien lässt den direktelektrischen Antrieb im Schwerlastverkehr immer attraktiver werden, und auch bei der Bahn wird der Wasserstoffantrieb bestenfalls ein Nischenprodukt bleiben. Ein großes Problem ist die Ladeinfrastruktur. Wenn wegen einzelner Nischenanwendungen ein großflächiges Wasserstoff-Tankstellennetz aufgebaut werden muss, dann wird das für den einzelnen Anwender sehr teuer.
Aus Wasserstoff hergestelltes Ammoniak und Methanol kommen als Treibstoff zum Beispiel in der Schifffahrt in Betracht. Die Erprobung steht aber noch am Anfang.
Der weltweite Handel mit fossilen Brennstoffen macht gut ein Drittel des weltweiten Schiffsverkehrs aus. Ohne Kohle, Öl und Gas fällt dieser Teil weg!
Die Verkehrswende umfasst mehr, als nur Autos mit einem neuen Antrieb zu bauen. Wir brauchen einen besseren öffentlichen Personennahverkehr und stärkere Anreize für Fuß und Fahrrad statt Autos!
Die Ressourcenwende geht vor!
In der Industrie wird Wasserstoff schon heute als Rohstoff gebraucht (Chemieindustrie und Raffinerien) oder soll in Zukunft zum Einsatz kommen (Stahlindustrie). Außerdem ist er als Ersatz für Erdgas im Gespräch für Prozesse, die hohe Temperaturen erfordern (z.B. in der Glasindustrie). Eine gute Nutzung von Wasserstoff bedeutet jedoch auch: Weniger Produkte verbrauchen. Geht das?
Mehrweg statt Einwegplastik, kleinere Autos, Reparaturen, Recycling und Umstellung auf zirkuläres Wirtschaften sind nur einige Beispiele dafür, wie wir Rohstoffe einsparen können. Dann brauchen wir auch weniger Wasserstoff.
Wasserstoff spielt seine Vorteile am besten aus, wenn er direkt in das Energiesystem eingebunden wird. Anstatt von riesigen Wasserstofffabriken in der Wüste zu träumen, werfen wir deshalb einen Blick darauf, wie diese Einbindung aussehen könnte.
Wasserstoff im erneuerbaren Energiesystem
Information
Bitte klicken Sie auf ein Element, um mehr zu erfahren.
…und wenn Wasserstoff importiert wird?
Im Mai 2024 haben sechs Vorträge mit Beispielen aus Chile, der Türkei und Kolumbien gezeigt, was bei großen Wasserstoffprojekten falsch laufen kann, und wir haben mit Expert*innen aus Deutschland, der Türkei, Kenia und Nigeria diskutiert, was es für eine global gerechte Wasserstoffwirtschaft braucht. Die Vorträge sind hier zu finden:
Die Wasserstoff-Produktionsprojekte, die Deutschland und die EU anstoßen, bergen sowohl Chancen als auch Risiken für die Länder, in denen sie entstehen. Sind sie einseitig auf den Export ausgerichtet, zu einem möglichst günstigen Preis für die Importeure, drohen ausbeuterische Wirtschaftsbeziehungen. Versorgen Länder des globalen Südens Länder des globalen Nordens mit billigen Ressourcen wie Energie, während sie selbst leer ausgehen, wiederholen sich koloniale Praktiken. Wir wollen solche Entwicklungen vermeiden. Doch wie gelingt das?
Bei dieser Frage geht es um politische Gerechtigkeit. Die Menschen, die direkt vom Bau eines Wasserstoffprojekts betroffen sind, müssen mitentscheiden dürfen, ob, wo und wie das Projekt entsteht. Für indigene Gemeinschaften ist das sogar in internationalem Recht verankert. Für alle Betroffenen müssen die Entscheidungsprozesse transparent und nach demokratischen Regeln ablaufen. Das ist leider nicht selbstverständlich. Zivilgesellschaftlicher Organisationen beklagen oft, dass Wasserstoffprojekte nach undurchsichtigen Verfahren und unter mangelnder Beteiligung der Bevölkerung auf den Weg gebracht werden.
Große Projekte internationaler Investoren, gerade wenn es um Rohstoffe geht, lassen oft nur wenig Geld im Land. Die Profite landen bei den großen Konzernen und in den Ländern, in denen die Rohstoffe weiterverarbeitet werden. Das droht auch, wenn Wasserstofflieferungen in Industrieländer wie Deutschland im Mittelpunkt stehen, während die Bevölkerung im Exportland mit Wasserknappheit und Energiearmut zu kämpfen hat. Das kann sich ändern, indem Wasserstoffprojekte den Menschen und Unternehmen vor Ort Strom und Wasser liefern. Oder der Wasserstoff wird erst weiterverarbeitet und dann erst exportiert. Dann bleibt mehr Wertschöpfung im Land und kann zu wirtschaftlicher Entwicklung beitragen.
Weltweit stehen viele Menschen in einem engen Verhältnis zu der sie umgebenden Natur. Sie sind für ihren Lebensunterhalt unmittelbar auf sie angewiesen. Wasserstoffprojekte dürfen Lebensgrundlagen wie Wasser und Land nicht bedrohen oder zerstören. Die notwendigen Wind- und Solarparks zum Beispiel müssen so gebaut werden, dass Menschen und Tiere sie durchqueren und weiterhin landwirtschaftlich nutzen können. Naturschutzgebiete und heilige Stätten sind für solche Projekte tabu.
Ein gerechtes Wasserstoffprojekt berücksichtigt besonders marginalisierte Bevölkerungsgruppen. Diskriminierte und marginalisierte Menschen sind oftmals besonders von Wasser- und Energiearmut betroffen. Wasserstoffprojekte müssen ihre Bedürfnisse deshalb besonders berücksichtigen und ihren Zugang zu Land, Wasser und Energie schützen. In einigen Wasserstoffprojekten werden betroffene indigene Gemeinschaften bereits an der Projektgestaltung und den Gewinnen beteiligt. In der Mehrheit ist das nicht der Fall.
Den Menschen vor Ort wird oft versprochen, dass die Projekte ihnen Möglichkeiten der Entwicklung und Modernisierung eröffnen. Doch wenn ausschließlich nach westlichem, technisch-manageriellem Wissen geplant wird, bleiben die Projekte unverbunden mit der lokalen Wirtschaft und können lokale Strukturen zerstören. Deshalb müssen lokale Wertvorstellungen und Wissen um Energieerzeugung oder Landnutzung gleichberechtigt in die Planung einfließen. Oftmals wissen die Menschen vor Ort am besten, wo Straßen, Solar- und Windparks gebaut werden müssen, ohne Schaden anzurichten, und welche Vorteile ein solches Projekt ihrer Gemeinde bringt.
Die Berücksichtigung und Anerkennung dieser Lebensbereiche halten wir für selbstverständlich, wenn es um Projekte vor unserer Haustür geht. Sie zu achten und zu schützen ist also weder ungewöhnlich noch unmöglich. Doch Menschen im Globalen Süden müssen sie heutzutage oft noch vehement einfordern. Das liegt daran, dass wir nach wie vor in einer von kolonialen Denkmustern und Wirtschaftsstrukturen geprägten Welt leben. Bei PowerShift setzen wir uns dafür ein, dass sich das ändert!
Eine gerechte Wasserstoffwelt?
Legende
Information
Klicken Sie auf ein farbig markiertes Land, um mehr zu erfahren.
Unsere Industrie soll klimafreundlich werden – und zwar mit grünem Wasserstoff. Dafür will sie in großem Stil Wasserstoff importieren. Doch was bedeutet die deutsche Nachfrage für andere Länder?
Wir werfen Schlaglichter auf die Auswirkungen der Wasserstoffproduktion weltweit: Wem nutzen die Projekte und wer trägt die Kosten? Kann der Energieträger eine selbstbestimmte wirtschaftliche Entwicklung unterstützen? Oder verschärft er globale Abhängigkeiten?
Die Weltkarte ist auch in gedruckter Form erhältlich, in der Größe DIN A1.
Diese Website entstand mit freundlicher Unterstützung des Landes Berlin – Landesstelle für Entwicklungszusammenarbeit und der Deutschen Postcode Lotterie.
Für die Inhalte ist allein die bezuschusste Institution verantwortlich. Die hier dargestellten Positionen geben nicht den Standpunkt der Senatsverwaltung für Wirtschaft, Energie und Betriebe oder der Postcode Lotterie wieder.
