Die Wertschöpfungskette von Wasserstoff ist mit Emissionsherausforderungen verbunden. Das geht aus einer aktuellen Studie des Forschungsinstituts für Nachhaltigkeit (RIFS) – Helmholtz-Zentrum Potsdam mit Unterstützung des Environmental Defense Funds hervor.
Das Ergebnis überrascht – wird Wasserstoff doch oft als einzige praktikable Lösung für die Dekarbonisierung von Industriesektoren wie der Stahl- und Chemieproduktion angesehen. Daher ist er zu einem wichtigen Bestandteil der deutschen Klimastrategie geworden, um bis 2045 die Netto-Null zu erreichen.
Die Politik muss handeln
Der Ansatz bislang: Deutschland sollte die Produktion von grünem Wasserstoff schnell hochfahren und die Infrastruktur aufbauen. Doch die Verfasser der Studie kippen nun Wasser in den Wein: Ihrer Meinung nach wurde bisher kaum beachtet, dass der Einsatz von Wasserstoff unabhängig von der Produktionsmethode mit Emissionsproblemen verbunden ist, die angegangen werden müssen, wenn er einen Nutzen für das Klima haben soll. In der Studie mit dem Titel „Controlling Emissions in Germany's Future Hydrogen Economy“ bewerten die Autoren diese Emissionen – zu denen Methan-, Kohlendioxid- und Wasserstoffemissionen selbst gehören – und ermitteln politische Hebel auf nationaler, europäischer und internationaler Ebene, um die Auswirkungen zu minimieren.
„Während die EU nach fünf Jahren Green-Deal-Politik auf den nächsten großen politischen Meilenstein zusteuert – den EU Clean Industrial Deal – ist es von entscheidender Bedeutung, dass sie sich beim Aufbau einer wettbewerbsfähigen Wasserstoffindustrie weiterhin auf die Reduzierung schädlicher klimawirksamer Emissionen konzentriert“, sagt Léa Pilsner, Senior Policy Manager beim Environmental Defense Fund Europe.
Auch grüner Wasserstoff betroffen
Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die Wasserstoffemissionen einer Wasserstoff-Wertschöpfungskette, die vollständig auf grünem Wasserstoff basiert, im Jahr 2045 etwa elf Millionen Tonnen CO2-Äquivalente betragen würden. Dies entspricht etwa 17 Prozent der prognostizierten restlichen Treibhausgasemissionen Deutschlands im Jahr 2045 in seinen Netto-Null-Szenarien.
Obwohl Wasserstoff selbst kein direktes Treibhausgas ist, führen seine chemischen Reaktionen in der Atmosphäre zu einer Zunahme anderer Treibhausgase, nämlich Methan, troposphärischem Ozon und stratosphärischem Wasserdampf. Unter Berücksichtigung dieser Reaktionen ist das globale Erwärmungspotenzial von Wasserstoff über einen Zeitraum von hundert Jahren mehr als elfmal höher als das von CO2, schreiben die Forscher.
Forscher fordern Kontrolle
„Wir müssen sicherstellen, dass die Entwicklung von Wasserstoff umweltverträglich erfolgt, und das bedeutet, die Emissionen zu minimieren – auch die von Wasserstoff selbst“, sagt Studienautorin Kathleen Mar – „es sind Kontrollmaßnahmen erforderlich, um sicherzustellen, dass das Versprechen von Wasserstoff als kohlenstoffarmer Brennstoff verwirklicht werden kann.“
Ausgehend von der Nationalen Wasserstoffstrategie Deutschlands entwickelt das Autorenteam mehrere Szenarien für eine künftige deutsche Wasserstoffwirtschaft, die auf im Inland produziertem grünem Wasserstoff und importiertem grünem und blauem Wasserstoff basiert. In einem nächsten Schritt quantifizieren sie die erwarteten Wasserstoff-Emissionen zusammen mit den Methan- und Kohlendioxid-Emissionen dieser Szenarien und ihr Treibhauspotenzial.
Rechtsrahmen stärken
Die Studie untersucht auch mögliche Ansatzpunkte für politische Maßnahmen. Die Europäische Union sollte laut der Analyse die Rolle von Wasserstoff als indirektes Treibhausgas anerkennen und Wasserstoffemissionen in die Methoden zur Berechnung der Emissionseinsparungen durch Wasserstoff einbeziehen. Zudem fordern die Autoren eine Stärkung des Rechtsrahmens, um alle klimawirksamen Emissionen aus der Produktion von blauem Wasserstoff in der EU und im Ausland einzudämmen. Wichtig sei auch eine Ausweitung der EU-Methanverordnung auf Methanemissionen aus importiertem Wasserstoff und seinen Derivaten.
„Am Beispiel Deutschlands zeigt unsere Studie, wie wichtig es ist, die Auswirkungen von drei wichtigen direkten und indirekten Treibhausgasen im Zusammenhang mit dem Einsatz von Wasserstoff nicht zu unterschätzen“, sagt Studienautor Rainer Quitzow vom RIFS. (amo)
