Wasserstoff aus Kanada die Rettung?

Der deutsche Kanzler besuchte kürzlich den Präsidenten Kanadas, um mit ihm erste Vereinbarungen über die Lieferung von grünem Wasserstoff zu treffen. Kurzfristig – für diesen oder den nächsten Winter – wird das sicherlich noch nicht greifen. Aber ist es mittel- oder langfristig die Lösung unserer Energieprobleme? 

Grüne Projekte zeichnen sich dadurch aus, dass man auf Studien der technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit verzichtet und gleich mit der Realisierung beginnt. So wird es dann manchmal ziemlich teuer, dafür ist der Nutzen umso geringer. Da kostet die Energiewende dann etwas mehr als eine Kugel Eis, und statt Strom aus Kohle und Atom gibt es Frieren für den Frieden. Es gibt also ausreichend Anlass, sich die Sache mit dem kanadischen Wasserstoff genauer anzuschauen. 

Vor dem kanadischen Festland liegt die Insel Neufundland, dreimal so groß wie NRW aber mit weniger Einwohnern als Düsseldorf. In dieser dünn besiedelten Region wehen angeblich stetige und starke Winde, was sie zu einem idealen Standort für Turbinen zur Erzeugung von Elektrizität macht. Wer aber soll den Strom abnehmen? Die nächsten erwähnenswerten Städte liegen zu weit entfernt, um dahin Leitungen zu legen. Also verpackt man die Energie so, dass man sie besser  exportieren kann.

Man lässt den Strom durch Wasser laufen und erzeugt dabei Wasserstoff, und weil der aus sauberer Windenergie stammt, heißt er „grüner Wasserstoff“. Ein Kilogramm davon enthält die Energie von 33 kWh, das ist etwa das Fünffache dessen, was in einem Kilogramm Kohle steckt. Das ist die gute Nachricht. Die schlechte Nachricht ist, dass ein Kilogramm Wasserstoff ein Volumen von 11 Kubikmetern beansprucht, es würde gerade mal in einen  sehr großen Kleiderschrank passen. 

Dank dieser geringen Dichte hat man früher Luftschiffe mit Wasserstoff gefüllt; die wurden dadurch leichter als die Luft. Jetzt aber wollen wir keine Passagiere transportieren, sondern den Wasserstoff selbst. Dazu nutzt man den Effekt, dass Gase bei niedrigen Temperaturen flüssig werden. Je kleiner die Moleküle, desto kälter muss es sein. Methan etwa, CH4, wird bei -164°C flüssig und Wasserstoff H2 bei -253°C. Das ist verdammt kalt, nur 20°C über absolut Null. Die Maschinen für diese Verflüssigung verbrauchen denn auch 12 kWh pro kg H2, das ist mehr als ein Drittel von dessen Energiegehalt. Und noch eine schlechte Nachricht: auch ein Kilogramm flüssiger Wasserstoff (LH2) hat immer noch ein Volumen von 14 Litern! Das macht es sehr unhandlich für den Transport, ganz abgesehen davon, dass es auf der Reise immer bei 20°C über absolut Null gehalten werden muss. Kann man also den Wasserstoff gar nicht, wie geplant, von Kanada nach Deutschland verschiffen? 

Gibt es gar keine machbare Transportmöglichkeit?

Seit einem halben Jahrhundert pflügen LNG-Schiffe, beladen mit Liquid Natural Gas, d.h. mit  verflüssigtem Methan, durch die Weltmeere; das sind diese riesigen Kähne mit einem halben Dutzend Kuppeln an Deck. Könnte man die nicht auch für grünen Wasserstoff verwenden?

Nein – aus zwei Gründen nicht. Der Unterschied zwischen -164°C und -253°C ist in unserer Vorstellung nicht signifikant – beides ist saukalt. Physikalisch gesehen ist der Unterschied zwischen 20 Kelvin für LH2 und 109 Kelvin für LNG gewaltig. Da müssen die Isolationssysteme anders sein, ebenso die Kühlaggregate, die für die niedrigen Temperaturen sorgen.

Es gibt aber noch einen zweiten, den wirtschaftlichen Aspekt. In jedem Kubikmeter Tank befördert so ein Schiff 440 kg LNG, würde aber nur 71 kg LH2 befördern, also nur ein Sechstel. Bei der Wirtschaftlichkeitsrechnung geht natürlich das Verhältnis Transportkosten zu Wert der Fracht mit ein, und das ist bei LH2 sehr ungünstig. 

Gibt es also gar keine machbare Transportmöglichkeit für LH2 von Kanada nach Deutschland? Das wäre doch Voraussetzung für den kanadischen Deal! 

Es würde mörderisch teuer

Die weltweit erste Fahrt dieser Art, inklusive Be- und Entladung von LH2, machte die Suiso Frontier von Victoria, Australien, nach Kobe, Japan, Ankunft im Mai 2022. Es war ein hochgradig subventioniertes Projekt zur Demonstration der technischen Machbarkeit.

Ist damit also die Realisierbarkeit des LH2 Imports aus Kanada erwiesen? Die technische Möglichkeit mag gegeben sein. Die Wirtschaftlichkeit ist aber mehr als fraglich. Wenn man die ganze Lieferkette betrachtet: Windenergie – Elektrizität – Elektrolyse – Verflüssigung – Schiffstransport – Verteilung – Speicherung – Verstromung in Brennstoffzellen – Einspeisung ins Netz – dann muss man sehr skeptisch sein. Es würde mörderisch teuer. Vielleicht wird ja dann in Deutschland die LH2 Abgabe eingeführt und die Kilowattstunde kostet letztlich einen Euro.

Hoffen wir, dass eines Tages die Einsicht die Oberhand gewinnt, dass nicht die Bürger dafür da sind, die absurden Energiepläne der Grünen zu finanzieren, sondern dass die Energiepolitik dazu da ist, den Bürgern die Lebensqualität zu sichern, die sie sich erarbeitet haben, und der Wirtschaft eine Infrastruktur zu bieten, in der sie konkurrenzfähig operieren kann.

Dieser Artikel erschien zuerst im Blog des Autors Think-Again. Sein Bestseller „Grün und Dumm“ ist bei Amazon erhältlich.

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Leserpost

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Michael Elicker / 27.08.2022

Und was ist jetzt der Lösungsansatz des Autors? Immer nur sagen, was nicht geht, ist auf Dauer zu billig! Wie wäre es damit: Man erzeugt aus dem Wasserstoff vor Ort flüssige Kohlenwasserstoffe (Power-to-Liquid) und schon kann man die bestehendeTransportinfrastruktur nutzen. Falls man das nicht möchte, kann man die Kohlenwasserstoffe mit den gleichen PtL-Prozessen daheim im windarmen und schattigen Deutschland erzeugen; der Strom für die Elektrolyse sollte dann aber aus modernen Kernkraftwerken kommen. Viele andere Möglichkeiten bleiben nicht, wenn man ernsthaft aus fossilen Energieträgern aussteigen möchte.

giesemann gerhard / 26.08.2022

Aber Herr Bernd O., wer wird denn so harte Worte gebrauchen. Gruß gg. Trost für den Winter: Im Durchschnitt wird’s wärmer, Halleluja. Die nächste Warmzeit steht ins Haus, in den Ashram. Was wollen wir mehr?

A. Ostrovsky / 26.08.2022

@S. Prause : Es gibt Satelliten, die die lokale Mathankonzentration über der gesamten Erdoberfläche messen können. Deren Ergebnisse haben mich verblüfft. Nicht dort, wo Erdgas gefördert wird und auch nicht dort, wo mit Fracking gearbeitet wird, gibt es hohe lokale Methankonzentrationen, nicht im ländlichen Raum, wo angeblich die Kühe so viel Methan produzieren (immerhin ist die Oma eine Umweltsau gewesen, weil sie Schweinemedaillons gebraten hat!). Die großen lokalen Konzentrationen von Methan sind meistenteils über Großstädten. Zwei Fragen: a) Ist das schlimm und b) woher kommt das: Zu a) Ja, das ist sehr schlimm, weil durch Methan in den letzten 30 Jahren eine Erwärmung des Klimas um wenigstens 0,5 Grad erfolgt ist (und da ist noch viel Platz nach oben!), während im gleichen Zeitraum die Erwärmung durch CO2 etwa bei 0,1 Grad lag. Die Gesamte Erwärmung durch “zusätzliches menschengemachtes” CO2 seit 1850 beträgt 0,7 Grad. Vor 30 Jahren waren es etwa 0,6 Grad. In den letzten 30 Jahren betrug die Erwärmung durch CO2 daher etwa 0,1 Grad. Bei Methan, das eine Verweildauer von etwa einem Jahrzehnt in der Atmosphäre hat, weil es durch UV, kosmische Strahlung und Sonnenwind zerstört wird, stammen alle 0,5 Grad aus den Methan-Emissionen der letzten 30 Jahre. Zu b) Die alten Stadtgasnetze, die füher mit Generatorgas bzw. Kohlemnonoxid betrieben wurden, sind meistenteils marode und undicht. CO war giftig. Damals hat man die Lecks noch schnell geflickt. Seitdem Methan durch die Rohre strömt, interessiert man sich deutlich weniger für die Lecks. Um die weitere Klimaerwärmung durch Methan zu stoppen, kann man entweder die Stadgasnetze stillegen, WELTWEIT, oder man muss das Methan durch ein anderes Gas ersetzen. Da wäre Wasserstoff möglicherweise eine Alternative. Allerdings braucht das gar keine Lecks. Die H2-Moleküle sind so klein, dass sie auch so durch die Rohre diffundieren. Da fliegt dann immermal ein Haus in die Luft. Wenn der Gasmann keine Lust zum Arbeiten hat.

B. Jacob / 26.08.2022

Ich dächte Dr. Suntheim, Ammoniak hätten wir früher selbst hergestellt, aber Werken wie Piesteritz und Leuna wird der Gashahn zugedreht, um Selenskys Kriegswirtschaft zu unterstützen, der für die Durchleitung von der Ukraine nach Deutschland kräftige Gebühren verlangt. Dabei hätte er für unsere Bürgschaft wo wir haften Rückzahlungen zu leisten und nicht zu fordern. Was sagte unsere sexy Wasserbombe in Kiew, wir bauen ein Wasserstoffzentrum, das wird unsere Diplomatie bei der Außenpolitik. Das wären mehrere Energie aufwendige Prozesse in der Verfahrenstechnik, wenn aus Kanada Wasserstoff zu Ammoniak umgewandelt wird, unsere Werke nicht mehr existieren und Konzerne sich diese Umwandlungsprozesse unter den Nagel reißen. Schließlich will man an der Börse Geld scheffeln. Deutschland wird als Beute schon längst aufgeteilt und die verzogenen Wäh Kinder sind meist durch Bildungsentzug unfähig in diesem Sektor zur Fachkraft zu werden.

A. Ostrovsky / 26.08.2022

@S. Prause : Zwei Details: 1) Ich will gar kein Diesel ersetzen.  2) Während H2 in gasförmigem Zustand gar nicht transportiert werden kann, jedenfalls nicht wirtschaftlich, und während auf 20K tiefgekühltes H2 praktisch nicht mit einem Schiff tagelang transportiert werden kann, weil es keine effektive Wärmeisolierung gibt und entsprechende Tiefkühltechnik auf Schiffen wohl auch eher nicht praktikabel ist, bietet LOHC immerhin ÜBERHAUPT die Möglichkeit Wasserstoff einigermaßen zu transportieren. Wir haben einen Mangel an Erdgas und mit Kohle oder Uran kann man keine Gasturbinen betreiben. Gasturbinen sind die einzige Möglichkeit die Netzstabilität zu garantieren, wenn die Last stark schwankt und das Angebot an “Erneuerbaren” Energieen unstabil und kaum vorhersagbar ist. Man verwendet dazu “Gaskraftwerke”, das sind Gasturbinen, ähnlich einem Flugzeugtriebwerk und daran ein Stromgenerator. Da kann man die Leistung so schnell regeln, wie beim Flugzeug oder beim Auto. Wenn wir das Erdgas vom Russen nicht wollen und aus den USA und aus Kanada kurzfristig keins bekommen (abgesehen von dem teuren und ineffizienten Transport per Schiff) wird ein Ersatz gebraucht. Auch für die Gasnetze der Großstädte wird ein Ersatz gebraucht. Dafür ist Wasserstoff geeignet, aber eben weder als Gas noch in tiefgekühlter Form als LH2 wirtschaftlich. LOHC kann VERMUTLICH die Kostenexplosion dämpfen. Kein Mensch soll LOHC tanken, auch wenn das sogar immerhin 20% der Reichweite gegenüber Diesel bieten würde. Zwanzig % ist besser als gleich verschrotten!

lutzgerke / 26.08.2022

Energie in eine andere Energie umzuwandeln, führt immer zum Energieverlust. Außerdem ist die Energiedichte bei der umgewandelten Energie geringer. Wasserstoff ist noch gar nicht ausgereift, wird aber gepriesen, als sei man der Energiemessias, der sich mit sagenhaften Idee gegen alle Irrlehren durchsetzen würde. Die Ideen sind weder neu, noch stammen die von den Parteiologarchen. Windräder z.B. sind 1880 erfunden worden, Hitler wollte damit Europa beglücken. Und was ist mit der Infrastruktur für Wasserstoff? Die grüne Wirtschaft will die alte übertreffen, aber das funktioniert nur in der Ankündigung. Eine Auto, das 5 Tonnen Motor mit sich herumschleppt, wird sich nicht durchsetzen. Wenn man aufs Land fährt, mache man mal eine 360 Grad Kamerafahrt und frage sich, an welchem Ort in der Ferne man gerne sein würde? An gar keinem, weil alles Land heute aussieht wie ein heruntergewirtschaftetes Industriegebiet.

Ernst Dinkel / 26.08.2022

Wasserstoff aus Kanada als maßgebliche Ergänzung bzw. Backbone für die Energiewirtschaft einer (ehemals) führenden Industrie-Nation? Es geht anscheinend immer noch dümmer. Zur kurz- oder mittelfristigen Lösung unserer Energieprobleme ist dieser Mumpitz ohnehin nicht brauchbar. Andere planen und bauen neue KKWs, wir schrotten unsere letzten 3, schleimen und betteln in Katar, machen Sightseeing in Kanada und werden belehrt, wie oft und ob überhaupt Duschen Sinn macht. Unglaublich, von was für infantil/peinlichen Figuren wir mittlerweile regiert werden.

Klaus Keller / 26.08.2022

Ich schlage vor die Grünen und ihre Freunde nach Kanada zu transportieren, was offensichtlich einfacher ist. Ggf könnte man Neufundland zu diesem Zweck mieten. Platz ist ja da. Das könnte ein interessantes Experiment werden. Wenn es ihnen gelingt zu überleben könnten ihre Konzepte populärer werden. Wenn nicht, hätten die anderen gelernt, was man nicht machen sollte.

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