Die Politik will das Erdgas durch den sogenannten “grünen Wasserstoff” ersetzen. Doch die Sache hat einen Haken – und zwar den Preis. Herstellung und Verflüssigung des Gases sind extrem energieintensiv und eigentlich ein energietechnisches Verlustgeschäft.
Geht es nach der herrschenden Politik, soll das Erdgas als wichtiger Energieträger in Zukunft durch den sogenannten “grünen Wasserstoff” abgelöst werden. An und für sich wäre dies eine höchst interessante Idee. Allerdings gibt es auch einen sehr großen Haken an der Sache. Denn die Wasserstoffproduktion selbst ist schon energieintensiv und wird durch die Verflüssigung noch teurer. Das bedeutet, dass die Herstellung nur dann sinnvoll ist, wenn es auch einen hohen Überschuss an extrem billiger Energie gibt, die nicht auf andere Art und Weise gespeichert werden kann.
Um 1 kg Wasserstoff durch Elektrolyse herzustellen, wird in der Regel etwa 50 kWh Energie benötigt, da die Elektrolyse für die Produktion von Wasserstoff allein sehr energieintensiv ist. Ein Liter flüssiger Wasserstoff wiegt etwa 0,071 kg. Das bedeutet, dass für die Herstellung von 0,071 kg Wasserstoff etwa 3,55 kWh benötigt werden. Die Verflüssigung von Wasserstoff ist ein weiterer energieintensiver Prozess und erfordert etwa 10-15 kWh pro kg Wasserstoff. Für 0,071 kg (also einen Liter) sind das 0,71 bis 1,065 kWh. Das heißt, am Ende müssen für die Produktion von einem Liter flüssigen Wasserstoffs zwischen 4,26 und 4,615 kWh aufgewendet werden.
Doch wie viel Energie besitzt ein Liter flüssiger Wasserstoff, der für die Stromproduktion in einer Brennstoffzelle verwendet wird? In einem Gaskraftwerk, welches nur einen Wirkungsgrad von 30 bis 40 Prozent hat, lassen sich mit einem Liter Wasserstoff etwa 0,8 bis 0,9 kWh Strom erzeugen. Verwendet man eine Brennstoffzelle, welche einen Wirkungsgrad von etwa 50-60 Prozent aufweist, sind es um die 1,3 kWh. Denn ein Liter Flüssigwasserstoff kann bei einem Wirkungsgrad von 100 Prozent eine Energie von 2,36 kWh (33,3 kWh pro Kilogramm) freisetzen.
Wie Sie sehen, ist die Produktion von (grünem) Wasserstoff nur dann sinnvoll, wenn es genügend überschüssige Energie gibt, die nicht anderweitig gespeichert werden kann. Das heißt, wenn beispielsweise Wind- und Solarkraftwerke eine Überproduktion aufweisen. Andererseits kann man damit auch nur wetter- und tageszeitabhängig Wasserstoff produzieren und den Prozess nicht durchgehend laufen lassen. Betriebswirtschaftlich sinnvoll ist das auch nicht, da die komplette Anlage dann ja ständig hoch- und wieder heruntergefahren werden müsste. Eben je nachdem, ob es nun genügend überschüssigen (und vor allem sehr billigen) Strom gibt oder nicht.
Günstiger wird das Ganze nur, wenn man den Verflüssigungsprozess umgehen und den Wasserstoff in natürlichen Gaslagerstätten speichern kann. Doch da stellt sich die Frage, ob man den im Gegensatz zu Erdgas deutlich flüchtigeren Wasserstoff dort auch ohne größere Verluste zu lagern und via Pipelines zu verteilen vermag. Aber auch in diesem Fall kann man kaum von einer echten Energieeffizienz für den kompletten Prozess sprechen.
