Die Farben des Wasserstoffs
Wer sich mit dem Einsatz von Wasserstoff in der Industrie oder im Verkehr beschäftigt, findet sich früher oder später mit vielen bunten Farben konfrontiert. Grüner, grauer, blauer, türkiser Wasserstoff. Was bedeutet das? Und ist dieser Wasserstoff umweltfreundlich?
Grüner Wasserstoff
Grüner Wasserstoff ist grün! Das klingt jetzt erst einmal banal. Grüner Wasserstoff wird mit Hilfe von 100 % erneuerbar erzeugtem Strom aus Wasser gewonnen. Dieser Vorgang heißt Elektrolyse. Dabei wird Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Es entstehen keine klimaschädlichen Gase wie CO2. Mittlerweile kann sogar Salzwasser benutzt werden. Das heißt, es werden auch keine wertvollen Süßwasservorkommen angegriffen.
Dieser Wasserstoff ist das, was wir Grüne uns von einem nachhaltigen Energieträger erwarten.
Grauer Wasserstoff
Der Grundstoff für grauen Wasserstoff ist Methan. Dies kann zwar auch aus Biogas gewonnen werden, die Hauptquelle ist jedoch Erdgas. Aus dem Methan wird mit Hilfe von Wasser und Sauerstoff Wasserstoff gewonnen. Dieser Vorgang heißt Dampfreformierung. Als Abfallprodukt entsteht das klimaschädliche CO2. Pro Tonne Wasserstoff werden zehn Tonnen CO2 in die Umwelt entlassen.
Der größte Teil des heute verwendeten Wasserstoffs wird mit dieser Methode erzeugt.
Blauer Wasserstoff
Blauer Wasserstoff ist quasi das Gleiche wie grauer Wasserstoff "in grün". Zumindest versucht man, den grauen Wasserstoff grün zu machen, indem man das entstehende CO2 einfängt und in unterirdische Speicher pumpt. Dort soll es dann dauerhaft gespeichert werden. Weil es nicht mehr freigesetzt wird, trägt es nicht negativ zur Umweltbilanz dieser Methode bei. Auf dem Papier ist blauer Wasserstoff also CO2-neutral. Doch diese Methode benötigt sehr viel Energie und letztendlich bleibt auch immer die Gefahr, dass das gespeicherte CO2 durch einen Fehler freigesetzt wird.
Türkiser Wasserstoff
Auch türkiser Wasserstoff wird aus Methan und damit überwiegend aus Erdgas gewonnen. Die dabei verwendete Technik heißt Methanpyrolyse. Der Unterschied: Es entsteht kein CO2. Der Kohlenstoff aus dem Methan bleibt vielmehr als Feststoff, als reines Graphit zurück. Daraus lässt sich Carbonfaser herstellen. Außerdem findet es in Stahl und in Elektroden Verwendung.
Fazit
Außer wirklich grünem Wasserstoff ist keine andere der Farben wirklich klima- und umweltfreundlich. Auch bei türkisem Wasserstoff, der immerhin kein CO2 freisetzt, wird nach Erdgas gebohrt. Statt des ganzen Farbenspiels lässt sich die Wasserstoffproduktion auch einfach in zwei Kategorien teilen: grüner Wasserstoff und fossiler Wasserstoff.
Forderungen
- Für eine klimaneutrale Zukunft darf alleine grüner Wasserstoff eingesetzt werden. Die anderen Farben sind nicht klimafreundlich.
- Die Herstellung von grünem Wasserstoff muss entsprechend gefördert werden.
- Hersteller*innen von grünem Wasserstoff sollen Öko-Strom günstig zukaufen können.
- Der Ausbau der erneuerbaren Energien muss viel stärker als bisher geplant vorangetrieben werden, damit genug Öko-Strom für grünen Wasserstoff zur Verfügung steht. Mehr dazu...
- Es muss sichergestellt werden, dass auch aus dem Ausland zugekaufter Wasserstoff grün produziert wurde.
- Unternehmen, die früh in diese neue Technologie investieren, sollen finanziell entschädigt werden, wenn sie durch spätere Verbesserungen Nachteile haben. Damit soll ein Anreiz zur Umstellung geschaffen werden.
Woher kommt der Strom für die Verkehrswende?
Ein Bestandteil der Verkehrswende ist die kleine und große E-Mobilität. Zur kleinen E-Mobilität zählen zum Beispiel E-Scooter und E-Bikes. Von der großen E-Mobilität sprechen wir bei E-Autos, -Bussen und -LKW. Alle diese Fahrzeuge haben gemeinsam, dass sie mit Strom betrieben werden. Folglich müssen auch alle diese Fahrzeuge früher oder später ans Netz und geladen werden. Es drängt sich die Frage auf, woher kommt der Strom dafür?
Natürlich ist klar, wenn der Strom aus dem Kohle- oder Atomkraftwerk stammt, haben wir für den Umwelt- und Klimaschutz nichts gewonnen. Einzig eine Versorgung mit 100 % erneuerbaren Energieträgern kann die E-Mobilität grün machen. Doch wo stehen wir in diesem Bereich?
50% Öko-Strom. Die Hälfte ist geschafft
© Fraunhofer ISE/Bruno Burger
Die Grafik zeigt, dass die Hälfte des in Deutschland erzeugten Stroms mittlerweile aus Sonne, Wasser, Wind und Biomasse stammt. Einen großen Teil des umweltfreundlichen Stroms wird mit Hilfe von Windkraftanlagen an Land und im Meer erzeugt. Auf der anderen Seite der Grafik sieht man jedoch, dass Steinkohle und die besonders ineffizienten Braunkohlekraftwerke immer noch einen ähnlich hohen Anteil an der Stromproduktion haben, wie die Windkraft. Aktuell würden wir also mit der E-Mobilität das Problem des CO2 und Feinstaub-Ausstoßes nur vom Fahrzeug an einen anderen Ort, ins Kraftwerk verlagern. Deshalb ist es unbedingt notwendig, die Energiewende zeitgleich mit der Verkehrswende weiter voranzutreiben.
Wie bauen wir den Öko-Stromanteil weiter aus?
Um den Anteil der erneuerbaren Stromerzeugung in Deutschland weiter und vor allem auch zügig auszubauen, brauchen wir deutlich höhere Ausbauziele, als dies zur Zeit im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) festgelegt ist.
Diese erreichen wir bei den PV-Anlagen zum Beispiel, indem wir nicht mehr nur Gebäudedächer als Orte für neue Anlagen in Betracht ziehen. Mit PV-Anlagen über Parkplätzen oder Straßen haben wir nicht nur gigantische, bereits versiegelte Flächen zur Verfügung, sondern erreichen noch weitere Vorteile für die Fahrzeuge darunter.
Um die Windkraft weiter auszubauen müssen wir in Bayern zunächst die bestehenden Abstandsregeln für solche Anlagen reformieren (10H). Statt pauschale Regelungen soll ein anwohner- und umweltverträglicher Plan die möglichen Bauplätze regeln. Und natürlich sollen die Anwohner*innen und Gemeinden dabei nicht nur zusehen. Mit finanziellen Beteiligungen und Bürgerenergieprojekten können die Menschen vor Ort selbst Teil der Energiewende werden.
Alles zur Energiewende lesen Sie auf meiner Seite zum Thema.
Woher kommt der Strom im Winter?
Den meisten Menschen ist klar, dass PV-Anlagen im Sommer, wenn die Sonne mehr scheint, auch mehr Strom liefern, als im Winter. Es kommt daher immer wieder die Frage auf, woher der Strom im Winter stammen soll, wenn nicht aus Kohle- oder Atomkraftwerken.
Die Antwort wird in der folgenden Grafik deutlich.
Für die Stromerzeugung mit Hilfe der Sonne erkennt man sofort den erwarteten Verlauf. Die Produktion in den Sommermonaten ist deutlich größer, als in den Wintermonaten.
Die Windenergie zeigt hingegen genau den umgekehrten Verlauf. Im Sommer ist der Wind eher schwächer, dafür bläßt er im Winter umso mehr. Das heißt, durch den entsprechenden Ausbau von PV- und Windkraftanlagen, die sich über das Jahr verteilt genau ergänzen, können wir die Stromproduktion immer gleich halten. Dazu kommen noch Wasserkraft und Biomasse, die beide sehr konstant über das Jahr Strom liefern.
Eine generelle Versorgungslücke im Winter gibt es also nicht. Doch wie sieht es am einzelnen Tag aus?
Öko-Stromproduktion an einem Tag
Rechts: Stromerzeugung der Windkraft über die Tageszeit (© Fraunhofer IEE)
Die Grafik links zeigt, wie sich die Stromproduktion einer PV-Anlage über den Tag verteilt. Egal ob die Anlage nach Süden oder nach Osten und Westen ausgerichtet ist, der Strom fließt natürlich nur, während die Sonne auch scheint. Während der Mittagsstunden, also gerade dann, wenn meist niemand zu hause ist und die Elektrofahrzeuge ebenfalls eher vor der Arbeitsstelle parken, als in der heimischen Garage, ist die Stromproduktion am höchsten. Abends wenn man daheim ist, fehlt hingegen der umweltfreundliche Strom vom Dach.
Bei Windkraft liefert hingegen über den Tag verteilt einigermaßen gleich viel Strom. Wie die Grafik rechts zeigt und wie auch schon im vorherigen Kapitel beschrieben, im Winter deutlich mehr, als im Sommer.
Speicher sichern die Stromversorgung
Damit man nun den Strom der heimischen PV-Anlage auch selbst den ganzen Tag nutzen kann sind Stromspeicher nötig. Auch für Tage, an denen doch mal weder die Sonne scheint noch Wind geht, setzt man auf geeignete Speicher. So können wir unseren Strom unabhängig vom Zeitpunkt der Erzeugung verbrauchen und schützen trotzdem mit Hilfe von Sonne, Wind und Wasser unsere Natur und unsere Umwelt.
Woher kommt also der Strom für die Verkehrswende? Aus erneuerbaren Energien oder aus dem passenden Speicher!
Mehr zu Strom- und Wärmespeichern erfahren Sie hier.
Warum eigentlich Energiewende?
Warum heißt es eigentlich Energiewende und was passiert dabei? Kurz gesagt, weil wir unsere ganze Stromversorgung um 180 Grad umdrehen. Statt Brennstoffe wie Kohle und Gas zu verfeuern, die dann als schädliches CO2 in der Luft landen, wollen wir nur noch nutzen, was umweltfreundlich ist. Zum Beispiel Sonne, Wasser und Wind.
CO2 gehört zu den Gasen, die eigentlich in der Luft kaum vorkommen. Wenn ihre Menge aber zunimmt, verstärken sie den sogenannten Treibhauseffekt. Denn wie ein Glasdach über einem Gemüsebeet verhindert CO2, dass überschüssige Wärme entweichen kann. Und das hat viele Folgen für das Klima und das Wetter.
Ein Beispiel, das vielleicht überrascht: Durch die Klimaerwärmung schmilzt das Eis am Nordpol immer weiter. Da dieses Eis Süßwasser ist, verändert es das eigentlich salzige Meer. Das wiederum verändert den Golfstrom, jene Strömung, die uns in Europa milde Winter und schöne Sommer beschert. Wenn dem Golfstrom aber die Puste ausgeht, werden unsere Winter erst einmal klirrend kalt wie in Sibirien, obwohl es eigentlich Klimaerwärmung heißt. Die Sommer hingegen werden heiß und trocken und zerstören die Ernte. Das Wetter wird also extremer in beide Richtungen.
Was verändert die Energiewende?
Zu den zehn größten CO2 Produzenten in Europa zählen sieben deutsche Kohlekraftwerke. Mit dem Kohleausstieg schalten wir diese Kraftwerke ab und ersetzen sie durch klimafreundliche Alternativen. Dadurch gelangt dann weniger schädliches CO2 in die Luft.
Damit das funktioniert, müssen wir den Strom mithilfe von Sonne, Wind und Wasser erzeugen. Das heißt, wir müssen PV-Anlagen, Windräder und Wasserkraftwerke weiter ausbauen. Außerdem müssen wir Speicher bauen, die die Zeit überbrücken, in der die Sonne nicht scheint, der Wind nicht bläst und wenig Wasser in den Flüssen ist.
Und genau dafür setze ich mich ein. Sie können das hier nachlesen.