Eine differenzierte Analyse der Pläne

Österreich will bis 2040 klimaneutral sein – welche Rolle spielt dabei der Wasserstoff?

Letzte Woche hat die österreichische Bundesregierung ihre Wasserstoffstrategie veröffentlicht. Die Kernaussagen sind in der folgenden Grafik zusammengefasst und ähneln der deutschen Wasserstoffstrategie:

Die kurze Zusammenfasssung: die Chemie- und Stahlindustrie braucht unbedingt Wasserstoff, der Straßenverkehr – ob PKW, LKW oder Busse – eigentlich nicht.

Im Gegensatz dazu haben die asiatischen Fahrzeughersteller schon lange die Serienproduktion von Wasserstoff/Brennstoffzellen-Antrieben gestartet. In Japan, Korea und China gibt es eine langfristig durchdachte Wasserstoff- und eFuel-Strategie der jeweiligen Regierungen und der beteiligten Industrien. Deshalb investiert auch der global führende Autozulieferer Bosch jetzt Milliarden in die Wasserstofftechnologie für Fahrzeuge. Selbst viele österreichische Firmen wie AVL, Wolftank, MPreis oder Obrist engagieren sich mit enormen Einsatz für Wasserstoff im Verkehrssektor.

Da passt doch offensichtlich etwas nicht so recht zusammen?

Hier der Versuch einer differenzierten Analyse, woher das kommt:

Zunächst ist es hilfreich zu verstehen, dass Wasserstoff – wie Strom – ein Energieträger ist, der die Brücke zwischen der Primärenergieerzeugung und den Verbrauchern bildet.

Die heutigen Primärenergiequellen Österreichs sind in der folgenden Grafik zusammengestellt:

Anteile der Primärenergiequellen am Brutto-inlandsverbrauch (Energie in Österreich 2021)

Zwei Drittel des Energieverbrauches von heute basieren auf fossilen Quellen, viele davon liegen in Russland. Das Öl wird vorwiegend im Verkehr verbraucht, die Industrie und die Energieversorger verbrennen dagegen meist Gas und Kohle. Alle Fahrzeuge und Industrieanlagen auf die neuen Technologien umzustellen und mit grüner Energie zu versorgen, ist eine wahre Herkulesaufgabe. Diese ist in den wenigen verbleibenden Jahren – in Österreich sind es nur noch 18! – allenfalls mit einer äußersten Kraftanstrengung zu bewältigen. Dabei müssen wir gleichzeitig auch die typische Lebensdauer von Fahrzeugen (ca. 15 Jahre) und Industrieanlagen (20 – 30 Jahre) berücksichtigen, um dann in 2040 wirklich durchgehend klimaneutral zu sein. So führt das von der EU geplante Verbot von Verbrennungsmotoren für Neufahrzeuge ab 2035 zu einer Klimaneutralität im Jahr 2050.

Woher aber kommt dann all die notwendige grüne Energie?

Die Grafik zeigt eindrucksvoll, dass die für die Zukunft so entscheidende Stromerzeugung aus Sonne und Wind heute noch kaum eine Rolle innerhalb der gesamten Energieversorgung spielt. Gleichzeitig lässt sich die in Österreich so dominante Wasserkraft nur noch sehr begrenzt ausbauen. Rund zwei Drittel der Wasserkraft stammen aktuell aus Laufwasserkraftwerken. Schwindende Gletscher und lange Dürreperioden sorgen jedoch dafür, dass die Flüsse immer weniger Wasser führen und damit die Stromerzeugung einschränkt.

Für ein klimaneutrales Österreich muss sich die Stromerzeugung von heute circa 70 Terrawattstunden (TWh) auf etwa das Doppelte erhöhen, um auch E-Fahrzeuge, Wärmepumpen und vieles mehr mit grünem Strom versorgen zu können. Darüber hinaus muss auch noch der gesamte Strom, der heute aus fossilen Kraftwerken kommt, durch grünen Strom ersetzt werden.

Das bedeutet, dass ein massiver Ausbau an Strom aus Photovoltaik und Wind notwendig ist. Für die Photovoltaik ist etwa ein Faktor 10 (im Vergleich zu heute) auf dann 20 Gigawatt (GW) installierte Leistung angestrebt, beim Wind ein Faktor 3 auf etwa 10 GW installierte Leistung. Das reicht aber immer noch nicht, um die komplette Energieversorgung für Alles sicher zu stellen. Was es aber auch in Österreich besonders schwierig macht: Auch dort scheint die Sonne oder weht der Wind leider nach eigenen Regeln und nicht gerade dann, wenn der Strom gebraucht wird. Das DIW  hat die damit verbundenen Folgen für eine stabile, 100 Prozent grüne Energieversorgung in Deutschland eindrucksvoll zeitaufgelöst modelliert. So etwas wäre für die Entwicklung einer ganzheitlichen österreichischen Strategie ebenfalls sehr hilfreich…

Sollten die 5 Millionen PKW und die 550.000 LKW in Österreich zum überwiegenden Teil rein batterieelektrisch unterwegs sein, um dann meist nachts geladen zu werden, stellt sich die Frage: Wo soll dann all der grüne Strom herkommen? Das Laden mit grünem Strom wird besonders in den Wintermonaten mit kurzen und oft nebeligen Tagen  zu einer echten Herausforderung! Eines ist sicher: Der Strom aus den Speicher- und Pumpspeicher-Kraftwerken wird dafür künftig bei Weitem nicht mehr ausreichen.

Also müssen Wasserstoff oder seine Derivate wie Methanol zusätzlich aus sonnen- und windreichen Regionen dieser Erde importiert werden. In Gaskraftwerken kann dann daraus wieder der benötigte Strom erzeugt werden. Wird dieser zum Laden von Batterie-E-Fahrzeuge verwendet, dann ist es vorbei mit dem so hoch gelobten Wirkungsgrad dieser Antriebe. Denn eine Gasturbine hat ja bekanntlich nur einen Wirkungsgrad von 40 Prozent.

Gibt es denn keine bessere Lösung?

Doch! Eine attraktive Option ist die dezentrale Kraft-Wärmekopplung mit Wasserstoff, der dann über die heutigen Erdgasleitungen verteilt wird. Im Winter braucht man gleichzeitig viel Strom und viel Wärme, und der Gesamt-Wirkungsgrad so eines BHKWs wäre mit 90 Prozent ungleich höher. Doch halt! Das ist ja nach der vorliegenden Wasserstoffstrategie ein Tabu, weil Raumwärme mit Wasserstoff zu erzeugen doch so ineffizient sei… Bemerken Sie jetzt den Denkfehler der vorliegenden Strategie?

Wenn grüner Wasserstoff und grünes Methanol importiert werden, dann stellt sich natürlich die Frage, warum damit nicht auch die Fahrzeuge in Österreich mit Wasserstoff betrieben werden sollen. Brennstoffzellen-E-Antriebe oder serielle Hybride mit optimierten Stromgeneratoren stehen der Effizienz des Antriebes von rein batterieelektrischen Antrieben kaum nach, sind aber insgesamt sehr viel leichter. Zudem benötigen sie im Vergleich zu den aberwitzig grossen Batterien deutlich weniger Rohstoffe für deren Herstellung. Noch ein Vorteil: grüner Wasserstoff oder grünes Methanol können jederzeit und sogar unabhängig von Wetter oder Tageszeit überall und schnell getankt werden.

Wasserstoff für die Chemie- und Stahlindustrie ist super – oder?

Um diese Frage zu beantworten, hilft ein Blick in die Vergangenheit. Der Erfolg energieintensiver Industrien war immer an die kostengünstigsten, lokal verfügbaren Energiequellen gekoppelt, was ja eigentlich vollkommen logisch und sinnvoll ist. Am Anfang war das die Wasserkraft, danach kam die Kohle für die Stahlproduktion und dem billigen Strom ins Spiel, und schließlich war es das sehr billige Erdgas aus Russland, das die Profite vieler Unternehmen durch die Decke gehen ließ.

Aber kann da Wasserstoff als kostengünstiger Energieträger für die Erzeugung industrieller Produkte in Mitteleuropa überhaupt mithalten?

Wasserstoff aus den wind- und sonnenreichen Regionen in Übersee bis zu uns zu transportieren ist leider ziemlich teuer. Produkte wie Rohstahl oder Kunstdünger in sehr sonnen- oder windreichen Regionen zu produzieren, wo der Wasserstoff immer sehr viel billiger sein wird als bei uns, wird sich deshalb in globalen Märkten immer weiter durchsetzen. Die so entscheidenden Transportkosten sollten in den Wasserstoffstrategien auch gebührend analysiert und berücksichtigt werden.

Denn auch hier gilt: Um die aktuellen, riesigen Herausforderungen in der realen Welt bewältigen zu können, bedarf es differenzierter und ganzheitlicher Strategien.

Es darf nicht sein, dass es an der Kurzsichtigkeit vieler verantwortlicher Politiker und Industriebosse liegt, die so den schnellen und zielgerichteten Umbau hin zu einer klimafreundlichen und kostengünstigen Energiewirtschaft verhindern!

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