In einer aktuellen Studie, die gemeinsam mit dem Institut für ökologische Wirtschaftsforschung erstellt wurde, gehen Sie der Frage nach, warum der Wasserstoffhochlauf in Deutschland nur schleppend vorankommt. Was sind die wesentlichen Erkenntnisse?
Grünen Wasserstoff in großen Mengen zu erzeugen und zu verteilen ist ungeheuer aufwändig. Für jede Kilowattstunde Wasserstoff benötigen wir ungefähr 1,5 Kilowattstunden grünen Strom, größtenteils aus Windkraft und PV. Um also nur 100 TWh Wasserstoff, etwa 12 % des aktuellen Erdgasverbrauchs, erzeugen zu können, benötigen wir eine EE-Strommenge von ca. 150 TWh. Das ist ungefähr die Hälfte des erneuerbaren Stroms, der in Deutschland in 2023 produziert werden wird. Zusätzlich benötigen wir viele und große Anlagen zur Elektrolyse, also zur Trennung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Weiter brauchen wir Speicher, die vergleichsweise größer sein müssen, als die Erdgasspeicher, weil Wasserstoff im Vergleich zu Erdgas nur eine Energiedichte von etwa einem Drittel hat. Dann muss das Kernnetz für Wasserstoff aufgebaut werden, was jetzt in Gang gesetzt wurde. Und letztlich müssen ja auch die Abnehmer ihre Prozesse und Anlagen auf den Betrieb mit Wasserstoff umstellen. Viel Arbeit, die auch nicht dadurch weniger wird, dass wir grünen Wasserstoff importieren. Dann müssen ja immer noch die gleichen Anlagen gebaut werden, nur eben in anderen Ländern. Ehrlicherweise ist auch für eine starke Elektrifizierung der Wirtschaft viel Arbeit erforderlich. Auch dafür braucht es deutlich mehr Stromerzeugung, Stromspeicher, Netzinfrastruktur und eine Umstellung von Prozessen. Aufgrund der niedrigeren Effizienz und höheren Kosten beim Thema Wasserstoff, sollen wir ihn aber nur dort einsetzen, wo Elektrifizierung keine realistische Alternative ist. Und letztlich kann die Politik diesen Prozess zwar in Gang setzen, aber eben nicht beliebig beschleunigen. Die viele Arbeit braucht einfach Zeit.
In der Analyse sprechen Sie sich dafür aus, Wasserstoff gezielt einzusetzen, etwa für die Dekarbonisierung der Stahlindustrie. Den Einsatz von Wasserstoff im Wärmebereich sehen Sie kritisch. Warum eigentlich? Ist es für den ja auch von der Politik gewünschten Hochlauf nicht sinnvoll, auf einen möglichst breiten Einsatz von Wasserstoff zu setzen? Schließlich muss sich ja erst ein Markt für grünen Wasserstoff herausbilden.
Einen Markt für grünen Wasserstoff zu schaffen ist viel einfacher, als ihn in großen Mengen herbeizuschaffen. Zunächst würde es ja darum gehen, den bisherigen, grauen und damit fossilen Wasserstoff aus dem Markt zu drängen. Düngemittelbranche, Chemieindustrie und Raffinerien benötigen davon schon bisher ca. 50 TWh im Jahr. Dann baut die Stahlindustrie gerade die ersten Hochöfen, die statt mit Kohle mit Wasserstoff laufen. Auch Kraftwerke werden schon Wasserstoff-Ready gemacht, um Erdgas zu ersetzen. In all diesen Branchen ist der Einsatz von Wasserstoff mit Blick auf die Klimaziele eigentlich alternativlos. Nehmen wir die Hochöfen: Damit sich Erz in Roheisen verwandelt, brauche ich einen Stoff, der mit dem Sauerstoff im Eisenoxid im Erz reagiert. Bisher war das Kohlenstoff, in Zukunft wird es Wasserstoff sein. Technische Alternativen dazu gibt es kaum. Auch die Chemieindustrie benötigt Wasserstoff zur stofflichen Nutzung, um mit dem Weg über Methanol oder Ammoniak dann z. B. Kunststoffe zu erzeugen. Und die Langfristspeicherung von erneuerbarem Strom in Form von Wasserstoff zur Versorgung der Kraftwerke in Zeiten ohne verfügbare erneuerbare Energien ist für die Stromversorger ebenso ohne realistische Alternative; die anfallende Wärme soll dabei möglichst in Wärmenetzen eingebunden werden. Batterien können nur einen Teil dieser Spitzenlast-Funktion übernehmen. Sie sind gut geeignet für die kurzfristige Speicherung (über Stunden), aber nicht für die langfristige Stromspeicherung (über Tage, Wochen), die immer wieder in den Wintermonaten gebraucht wird. Sollten wir in 20 oder 30 Jahren mehr Wasserstoff erzeugen, als wir für diese dringenden Bedarfe benötigen, lässt sich über andere Anwendungen nachdenken. Vorher führt das nur zu Problemen mit der Verfügbarkeit und damit der Versorgungssicherheit. Außerdem würde eine unnötig hohe Nachfrage die Preise noch weiter nach oben treiben, als es ohnehin zu erwarten ist.
Etliche Stadtwerke haben bereits Wasserstoff-Pilotprojekte angeschoben oder abgeschlossen. Konkret geht es um die Speicherung von Wasserstoff, aber auch um den Einsatz im Wärmebereich. Wie stehen Sie zu solchen Projekten? Wird hier unnötig Zeit und Geld verschwendet oder werden doch wertvolle Erkenntnisse gewonnen?
So traurig es vielleicht für einige klingt: Ja, hier wird einiges an Zeit und Geld in Projekte ohne absehbare Zukunft investiert. Aber differenzieren wir: Investitionen in die Elektrolyse und Speicherung sind an vielen Stellen sicher sinnvoll. Ein eigener Speicher zur Versorgung eines eigenen Wasserstoff-Spitzenlastkraftwerks kann für größere Stadtwerke sinnvoll sein. Auch die Versorgung von Industriebetrieben mit dringendem und alternativlosem Bedarf kann ein Geschäftsfeld sein. Wenn aber an „Wasserstoff-Ready“-Verteilnetzen, Thermen und Zählern gearbeitet wird, dann folgt das wahrscheinlich eher dem Wunsch, die vorhandenen Infrastrukturen weiter zu nutzen, als der realistischen Perspektive, den Kundinnen und Kunden so eine versorgungssichere, umweltfreundliche und preiswerte Wärmeversorgung zu ermöglichen.
Viele Stadtwerke bzw. Netzbetreiber argumentieren, dass es vergleichsweise einfach und kostengünstig sei, das Erdgasnetz für Wasserstoff zu ertüchtigen. Wie stehen Sie zu dieser Einschätzung? Warum sollten wir nicht die vorhandene Infrastruktur ertüchtigen, statt im Bestand Wärmepumpen zu installieren oder neue Fernwärmenetze zu bauen?
Die Versorger sollten ihren Kundinnen und Kunden eine versorgungssichere, umweltfreundliche und preiswerte Wärmeversorgung ermöglichen. Schauen wir zunächst mal auf die Kosten. Für eine Kilowattstunde Wasserstoff benötigen wir 1,5 Kilowattstunden Strom und haben dann am Ende, nach ein paar Verlusten, vielleicht 0,9 Kilowattstunden Wärme im Haus. Helfen die Stadtwerke dagegen ihren Kundinnen und Kunden bei der Umstellung auf Wärmepumpen, dann können diese aus 1,5 Kilowattstunden Strom bei einer in den meisten Gebäuden durchaus erreichbaren Jahresarbeitszahl von 3,5 oder gar 4 beeindruckende 5 bis 6 Kilowattstunden Wärme erzeugen. Am Ende wird hier die Effizienz nicht nur siegen, sie wird auch zu günstigeren Kosten führen. Darauf weist auch eine neue Studie der Boston Consulting Group hin, die ab 2030 Kosten von 5 bis 8 Euro pro kg Wasserstoff erwartet. Bei 33 kWh/kg sind das 15 bis 24 Cent/kWh. Für den Endkunden wird es aufgrund von Netzkosten, Handelsspannen und Steuern noch teurer. Natürlich ist es nicht sicher, dass es so kommt, aber eben doch recht wahrscheinlich. Denn der materielle Aufwand zur Erzeugung von Wasserstoff muss ja bezahlt werden. Und dann kommt noch die Frage hinzu, ob die Mengen an Wasserstoff wirklich verfügbar sind, ob also die Versorgungssicherheit wirklich gewährleistet werden kann. Im Vergleich von strombetriebenen Wärmepumpen mit Wasserstoffthermen ist also die Versorgungssicherheit für die Wärmepumpen wohl leichter herzustellen, weil wir für Wärmepumpen nur weniger als 20 % des Stroms benötigen. Günstigere Preise für die Kundinnen und Kunden sind ebenso bei strombetriebenen Wärmepumpen zu erwarten und die Umweltfreundlichkeit der Wasserstoffversorgung käme in Gefahr, wenn der grüne Wasserstoff nicht ausreicht und blauer produziert werden muss. Mal abgesehen davon, dass es weltweit kaum Kapazitäten zur CO2-Abscheidung gibt.
Die Bundesregierung setzt bei der Wärmewende auf Technologieoffenheit. Das GEG sieht ausdrücklich vor, dass in Zukunft auch mit grünem Wasserstoff geheizt werden darf. Ist die Politik ihrer Meinung nach damit auf dem Holzweg?
Wer ist hier die Politik? Die Ampelkoalition hat sich erheblich in den Haaren gehabt. Im jetzt vorliegenden GEG wie auch im Wärmeplanungsgesetz sind jetzt beide Wege offen, aber was hilft uns das? Beide Wege parallel zu gehen hieße, doppelt investieren und damit erhebliche Mengen an Investitionen zu riskieren, die in eine Sackgasse führen könnten. Die GEG-Originalvorlage aus dem Hause von Herrn Habeck priorisierte eindeutig den Weg zu Wärmenetzen und Wärmepumpen. Die Herren Wissing und Lindner haben die Power-to-X-Optionen in die Vorlage hineinverhandelt. Damit gibt es jetzt die theoretische Möglichkeit, weiter mit Gas zu heizen und weiter mit Sprit zu fahren. Damit ist zwar die sogenannte Technologieoffenheit hergestellt, aber gleichzeitig sehr viel Unsicherheit entstanden. Die Politik hat sich aus der Verantwortung gestohlen, Richtungssicherheit zu schaffen, und überlässt diese Entscheidung nun den Akteuren der Wirtschaft sowie den kommunalen Unternehmen und im Rahmen der Wärmeplanung auch den Kommunen. Die Wissenschaft hat in diesem Konflikt eine eindeutige Position. Ich kenne keine wissenschaftliche Arbeit, die eine Perspektive für das dezentrale Heizen mit Wasserstoff in Einzelgebäuden erkennen lässt. Das Einzige was hierzu vorliegt, sind bezahlte Auftragsarbeiten von Beratungsbüros, die Studien im Auftrag der Gasnetzbetreiber erstellt haben. Ob Energieversorger sich an diesen Studien orientieren wollen, müssen sie selbst entscheiden.
Was fordern Sie in Sachen Wärmewende von der Politik? Wäre es Ihrer Einschätzung nach sinnvoller, sich auf einige wenige Technologien zu fokussieren, statt die Entscheidung den Akteuren vor Ort zu überlassen?
Am Beginn einer technologischen Transformation ist es wichtig, verschiedene Optionen offenzuhalten. Spätestens bei einem Hochlauf kann es aber problematisch werden, verschiedene Technologiepfade parallel zu beschreiten. Bei einem Hochlauf sollte zwar nicht zu strikt reguliert werden, aber es sollten mit Wissenschaft und Praxis in Einklang gebrachte Richtlinien vorgegeben werden. So sollten die Strom- und die Gasnetze nicht gleichzeitig für die dezentrale Wärmeversorgung ertüchtigt werden. Mit Wasserstoff zu heizen, verbraucht im Vergleich zu einer Wärmepumpe fünfmal so viel Strom. Aus Wirtschaftlichkeits- und Klimaschutzgründen empfehlen wir, Kommunen dabei zu unterstützen, bei der Erstellung der Wärmepläne in erster Linie auf Wärmenetze und die dezentrale Nutzung von Wärmepumpen zu setzen. Wasserstoff kann dabei zur winterlichen Spitzenlasterzeugung zum Einsatz kommen. Da Holz und Biomasse langsam knapp werden, sollten verbrennungsfreie Methoden der Wärmegewinnung wie z. B. die Nutzung von Wärme aus Klärwerken oder Flüssen über Wärmepumpen ganz oben stehen. Besonders unsere Flüsse bieten riesige Wärmepotenziale, die noch viel zu unbekannt sind. Auch die Geothermie hat vielerorts Potenzial.
Ob die Politik in Berlin oder den Landeshauptstädten technologische Richtungssicherheit schafft und klare Prioritäten festlegt oder den Akteuren vor Ort die Entscheidung überlassen sollte, ist eine schwierige Frage. Vor Ort entscheiden klingt ja immer gut. Aber vor Ort kann ja nur das sinnvoll sein, wofür dann bundesweit auch die Strukturen entstehen. Und vor Ort die Nutzung von Energieträgern zu planen, die letztlich nicht verfügbar sind, hilft auch nichts. Ich denke, die Bundesregierung sollte den Rahmen für eine versorgungssichere, umweltfreundliche und preiswerte Wärmeversorgung schaffen. Und in diesem Fall bietet der Weg über Wärmenetze und Wärmepumpen bessere Chancen als die dezentrale Versorgung mit Wasserstoff oder anderen grünen Gasen.
Die Fragen stellte Ariane Mohl.
