Kommentar: Warum wir besser Ammoniak statt Wasserstoff importieren sollten
Vieles spricht dafür, jeden verfügbaren Kubikmeter „grünen“ Wasserstoff in die Chemie-Industrie zu stecken, nicht in den Verkehr.
Transport von Ammoniak – hier per Zug.
(Bild: Statistik / Wikipedia / cc-by-sa-3.0)
Wasserstoff gilt vielen offenbar als Lösung für sämtliche Probleme: Strom, Wärme, Mobilität. Doch dabei sind nicht alle Verwendungszwecke gleichermaßen gut geeignet. Die Unternehmensberatung Oliver Wyman hat sich nun einmal genauer angeschaut, wo grüner Wasserstoff erstens den größten Hebel hat fossile Brennstoffe zu ersetzen, und wo er zweitens am einfachsten einzusetzen ist. Dabei kommt sie zu einem ziemlich eindeutigen, wenn auch überraschenden Ergebnis: Ammoniak (NH3).
Das giftige und stechend riechende Gas dient vor allem der Produktion von Kunstdünger mittels Haber-Bosch-Verfahren. Dazu ist Wasserstoff nötig, der heute allerdings zu über 95 Prozent aus fossilen Rohstoffen erzeugt wird. Dieser ließe sich Eins zu Eins durch grünen Wasserstoff ersetzen – auch ohne Bau wasserstofftauglicher Pipelines, H2-Tankstellen oder den Umbau von Hochöfen.
20 Terawattstunden Wasserstoff
Das führt zu den nächsten Fragen: Wie viel grüner Wasserstoff aus heimischer Produktion wäre nötig, um den kompletten deutschen Ammoniak-Bedarf zu decken? Und was bliebe dann noch für die zweit-, dritt- und viertbeste Anwendung übrig?
Gute 20 Terawattstunden an Wasserstoff verbrauchte die Ammoniak-Produktion im Jahr 2018 in Deutschland. Nimmt man die optimistischsten Wirkungsgrade moderner Elektrolyseure an (etwa 70 Prozent), sind zu deren Produktion rund 28 Terawattstunden Strom nötig. Würde man den gesamten Wasserstoffbedarf für Ammoniak, Methanol und Raffinerieprodukten hierzulande mit Elektrolyse decken, wären es 90 Terawattstunden – mehr als der Jahresverbrauch eines Landes wie Finnland oder fast ein Fünftel der deutschen Nettostromerzeugung 2020 (knapp 480 TWh).
Zum Vergleich: Die "Ausfallarbeit", also die abgeregelte Menge an Erneuerbaren, betrug 2020 gut 6,1 Terawattstunden. Das bedeutet: Würde man die gesamte überschüssige Energie komplett in die Wasserstoffproduktion stecken, und diesen Wasserstoff wiederum komplett in die Chemie-Produktion, würde dies den Bedarf gerade einmal zu einem Fünfzehntel decken.
Daraus folgt:
1. Die Vorstellung, man könne substanzielle Mengen Wasserstoff durch abgeregelten Strom gewissermaßen "geschenkt" bekommen, ist eine Illusion.
2. Wenn man grünen Wasserstoff konsequent dort einsetzt, wo es energetisch am sinnvollsten ist, bleibt für Anwendungen wie Verkehr bis auf Weiteres nichts übrig.
Kein Kaschieren
Daraus folgt weiterhin: Ohne Importe wird es wohl nicht gehen, am besten aus Ländern, in denen Erneuerbare Energie einfacher zu ernten ist als hierzulande. Allerdings sollten diese Importe weder, wie es Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier vorhat, das selbstverschuldete Hinterherhinken beim Ausbau der Erneuerbaren Energien kaschieren, noch sollten sie in Form von Wasserstoff geschehen, sondern direkt aus leichter transportablen Grundstoffen der Chemieindustrie wie Ammoniak oder Methanol.
Genau so etwas ist bereits geplant: "Australien will im Projekt Asian Renewable Energy Hub mit Solaranlagen und Windrädern das größte Kraftwerk der Welt bauen – und dort Ammoniak herstellen", berichtet die Wirtschaftswoche. Und Uniper plane in Wilhelmshaven ein Importterminal für grünen Ammoniak. Auch der norwegische Düngerproduzent Yara plant laut Wirtschaftswoche einen Elektrolyseur für 450 Megawatt Wasserstoff, betrieben mit Strom aus Wasserkraft.
Stickstoff einfach direkt
Doch warum eigentlich bei Ammoniak stehen bleiben in der Wertschöpfungskette? Warum nicht gleich den fertigen Stickstoffdünger vor Ort produzieren, was den Transport weiter erleichtern würde? Industriepolitisch wäre das kein Problem, denn Stickstoffdünger wird ohnehin überwiegend importiert.
Und was ist dann mit all den anderen potenziellen Wasserstoff-Anwendungen für Transport, Energiespeicherung oder Wärmeerzeugung? Die müssen sich dann eben hinten anstellen. Die gute Nachricht ist: Die meisten lassen sich auch direkt elektrifizieren, ohne Umweg über den Wasserstoff.
Mehr über die industrielle Verwendung von Wasserstoff erfahren Sie in der nächsten Ausgabe von Technology Review, Heft 5/2021, das Anfang Juli erscheint.
(bsc)
