Ein Leuchtturm ohne Licht

Der „Prototype-Demonstrator“

Dieser Name wurde dem etwas flug-unwilligen elektrischen  Lufttaxi aus Bayern gegeben.

Man hätte diese Maschine nicht bauen müssen, um zu erkennen, dass sie nicht funktioniert.  Seit einem Jahrhundert entwickelt man Flugzeuge und Helikopter und weiß recht gut, wie Gewicht, Geschwindigkeit, Reichweite und Antrieb zusammenhängen. Man weiß auch, wie schwer Batterien sind und kann dann berechnen, wie weit so ein Lufttaxi bestenfalls fliegt. So etwas lernen Ingenieure im Studium. Die können auf Papier oder am Computer zeigen, dass so ein Insekt nicht lange in der Luft bleibt – wenn überhaupt.

Solcher Kritik wird oft mit der Formel begegnet:

„Fortschritt hat seinen Preis. Wären die Gebrüder Wright damals keine Risiken eingegangen, dann gäbe es heute keine Luftfahrt.“ Und: „Es hat schon immer völlig unverhoffte Erfindungen gegeben, die dann alle Bedenkenträger lügen straften. Vielleicht gibt es ja demnächst elektrische Speicher, die nur einen Bruchteil der heutigen Batterien wiegen.“

Mein Vorschlag: dann lasst uns mit dem Bau des Prototypen so lange warten, bis die Dinger erfunden sind.

Ein Leuchtturm auf der Ruhr

Nun zu einem Streich, wie aus Schilda, der Stadt der Schildbürger. Er zeichnet sich nicht durch seine Kosten aus, seine Unlogik aber ist rekordverdächtig. Tatsächlich hat er sich in Essen zugetragen, dort wo sich die Ruhr zwischen Schellenberger Wald und Fischlaken auf einen halben Kilometer zu einem richtigen See verbreitert, dem Baldeneysee. Wie auf jedem richtigen See gibt es auch dort eine Fähre. So weit, so gut.

Nun muss man wissen, dass die Stadt Essen am 21. Januar 2017 zu „Europe’s Green Capital“ gekürt wurde und dass besagte Fähre, wie die meisten Schiffe dieser Welt, von einem bösen Dieselmotor angetrieben wird. Der musste jetzt weg.

Man baute also einen Elektromotor ein, der seinen Strom aus Brennstoffzellen an Bord beziehen sollte. Brennstoffzellen, das sind diese Vorrichtungen, in denen bei einer chemischen Reaktion – typischerweise von Wasserstoff (H2) mit Sauerstoff (O2) – Elektrizität gewonnen wird.

Im August 2017 war das Schiff umgerüstet und wurde feierlich auf den neuen Namen MS Innogy getauft; mit viel Prominenz und Zeremoniell wurde das neue Zeitalter des Fährverkehrs eingeläutet. Die obligatorischen grünen Testbausteine durften bei den feierlichen Ansprachen nicht fehlen, darunter die Bezeichnung „Leuchtturmprojekt“.

Die Fähre erfreute sich großer Beliebtheit beim Publikum; sie verbreitete weder Rauch noch Lärm und übertraf alle Erwartungen. 2021 aber war die Fähre wieder auf den alten Diesel umgestellt, der Leuchtturm machte sein Licht aus. Dieser Akt allerdings spielte sich ohne Prominenz und Zeremoniell ab.

Was war geschehen?

Der gute alte Adam Riese

Um das zu verstehen müssen wir in die Technik einsteigen. Das wird langwierig und kompliziert, aber genau daran ist die Sache auch gescheitert. Bleiben Sie also dran.

Da war also dieser Elektromotor, der die Schraube der Fähre antreibt. Seinen Strom bekam er aus sieben Brennstoffzellen, von denen jede fünf Kilowatt lieferte. Man hatte also 7 x 5 = 35 kW um den Motor zu speisen. Der konnte dann auch nicht mehr leisten als 35 kW oder rund 50 PS.

Das Schiff hat eine Länge von 29 Metern und kann bis zu 200 Personen an Bord nehmen. Ich weiß nicht, welches Auto Sie fahren, lieber Leser, aber ich vermute, es hat mehr als 50 PS, ist aber keine 29 m lang. Irgendwie passen Leistung und Dimension bei der Fähre nicht ganz zusammen, auch wenn die nicht so flott unterwegs ist, wie Sie in Ihrem Flitzer. Eine Fähre, auf der ich kürzlich war, hatte sechs Passagiere an Bord, drei Mann Besatzung und mindestens 200 PS. Damit ging’s über den Sambesi.

Auf  der Innogy waren dann auch noch Batterien mit insgesamt 100 kWh Kapazität installiert, die mithalfen, wenn die Brennstoffzellen alleine es nicht schafften. Falls die aus Blei waren, dann brachten sie immerhin ein paar Tonnen Gewicht mit an Bord. Und weiterhin an Bord war der böse alte 250 PS Schiffsdiesel von Volvo.

Ich kann mich des Eindrucks nicht erwehren, dass die umweltfreundlichen Brennstoffzellen nur ein modisches grünes Accessoire waren, das davon ablenken sollte, dass der Antrieb tatsächlich von Batterien kam, die nachts an der Steckdose aufgeladen wurden, bzw. vom Diesel, der einsprang, wenn die Akkus leer waren.

Der Holzgeist schiebt an

Die Brennstoffzellen wurden übrigens mit Methanol betrieben. Sie fragen jetzt, was der alte „Holzgeist“, in einer Brennstoffzelle zu suchen hat, die läuft doch mit Wasser- und Sauerstoff. Ja, aber die funktioniert auch mit Methanol, das mit dem Sauerstoff der Luft reagiert, wobei Wasser und CO2 entstehen – und eben auch elektrischer Strom.

Und wieder protestieren Sie jetzt, denn wenn da CO2 entsteht, dann ist das Ganze doch nicht grün! Dann könnte man doch gleich den Diesel anwerfen. Ihr Einwand beantwortet sich, wenn wir uns die Herstellung des Methanols anschauen. Das wird in einer chemischen Reaktion zwischen Wasserstoff und CO2 erzeugt. Das besorgt eine kleine chemische Fabrik an der Anlegestelle.

Und wo soll der Wasserstoff herkommen? Der wird durch Elektrolyse gewonnen, wobei der Strom dafür aus der Steckdose kommt. Und woher kommt das CO2, das man für die Synthese des Methanols braucht? Das wird aus der Luft gewonnen. Für ein kg CO2 werden da rund 2000 kg Luft durch einen Filter gepresst. Und die Pumpen dafür? Die kriegen ihren Strom auch aus der Steckdose. Das CO2, das der Luft so entzogen wurde, kompensiert das CO2, welches später von der Brennstoffzelle ausgeschieden wird.

Kompliziert, aber Grün

Weil das Ganze so absurd ist zähle ich Ihnen noch einmal die einzelnen Schritte auf, wie der Strom in den Motor kommt:

– Das Netz beliefert die Steckdose einer kleinen Fabrik an Fluß mit mehr oder weniger grünem Strom.

– Durch Elektrolyse wird dort Wasserstoff (H2) erzeugt.

– Pumpen und Filter gewinnen das Spurengas CO2 aus der Luft, in der es mit o,o4%  vorkommt.

– Aus H2 und CO2 wird Methanol (H3COH) gemacht.

– Das Methanol geht per Kanister an Bord der Fähre.

– In den Brennstoffzellen an Bord wird aus Methanol und Luftsauerstoff der Strom für den Elektromotor erzeugt. Das CO2, das hier freigesetzt wird, wurde vorher der Luft entnommen. Dieser Trick also macht den Prozess „nachhaltig“.

Das sind viele Schritte, um aus Strom wieder Strom zu machen, und bei jedem Schritt geht etwas verloren. Wenn wir Glück haben, dann werden von einer Kilowattstunde aus der Steckdose letztlich 10% in den Motor gefüttert.

Gut gemeint ist bekanntlich das Gegenteil von gut. Die Produktion von Holzgeist hat dann nicht wie geplant hingehauen und man hat das Zeug aus Island importiert. Damit wurde aber in Essen kein CO2 mehr aus der Luft gesaugt und die ganze Rechnung stimmte nicht mehr. Man tröstete sich damit, dass sie Isländer das jetzt machten.

Damit wurde die Story aber auch für den hartgesottensten Grünen zu absurd und man warf das Handtuch. Die Fähre tuckert jetzt wieder mit dem alten Diesel und die Isländer können ihr Methanol selbst verbraten.

Das Gegenteil von gut

Nun, es wäre falsch bei einem misslungenen Projekt Schadenfreude zu zeigen. Ein gescheitertes Experiment ist prinzipiell mehr wert, als gar kein  Experiment. Immerhin wissen wir jetzt, dass es so nicht geht. Irgendwo aber hätte der gesunde Menschenverstand einsetzen müssen, und der hätte schon früh erkannt, dass das komplizierte Verfahren total unwirtschaftlich ist und keinerlei Einsparung an CO2 bringen würde.

In unserer postmodernen grünen Gesellschaft aber herrscht die Logik des Kindergartens: jeder Beitrag zählt, egal wie klein; auf die gute Absicht kommt es an, nicht auf das Ergebnis; Wirtschaftlichkeit spielt ohnehin keine Rolle.

Welches Ziel aber haben unsere Stakeholder bei diesem Leuchtturmprojekt tatsächlich verfolgt? Ich habe da eine Idee: Die einen wollten als umweltbewusste Entscheidungsträger im Rampenlicht stehen, die anderen wollten Geld aus der öffentlichen Hand. Beide haben ihr Ziel erreicht, und die Bürger, die das Spektakel finanzierten, haben dazu geklatscht.

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




Klimafreundliche Wasserstoff-Flugzeuge von Airbus ab 2035?

Guillaume Faury, der Chef von Airbus, hält klimafreundliche Nurflügel-Jets ab 2035 für realistisch. Wie soll ein Wasserstoff-Antrieb im Flugzeug aussehen? Wenn man nicht mit Kolben und Propeller langsam fliegen will, braucht man schnelle Strahlturbinen. Aber können die statt Kerosin mit dem leichten Gas funktionieren? Offenbar schon; mitlesende Maschinenbauer können in den Kommentaren gern ergänzen.

Faury will zunächst Kerosin-Turbinen umrüsten, um dann später zu Brennzellen zu wechseln. Wie treibt eine Zelle aber ein Flugzeug an? Mit Propeller über Elektromotor? Oder wird die Turbinenschaufel elektrisch gedreht und verdichtet die kalte Ansaugluft? Wird der entstehende Wasserdampf mit verdichtet? Gibt es überhaupt Prototypen, die zeigen, wie man wirtschaftlich in Serie produzieren kann?

Man will auch die Form der Zelle (also das Flugzeug ohne Antrieb) revolutionieren: Faury favorisiert das Nurflügelkonzept ohne durchgehenden Rumpf. Neu ist diese Konstruktion nicht; schon die Gebrüder Horten haben im Zweiten Weltkrieg die legendäre Ho-229 gebaut, die aber nie eingesetzt wurde und bei Erprobung Testpiloten das Leben kostete.

Das Konzept wurde seit den 1980ern bei der US-Luftwaffe umgesetzt, bei den legendären Tarnflugzeugen Lockheed F-117 und Northrop B-2. Militärisch gesehen hat der Nurflügel den Vorteil, ein geringes Radarprofil zu besitzen, was bei Zivilflugzeugen hingegen nicht erwünscht ist, weil die Luftüberwachung die Jets ja sehen und Zusammenstöße verhindern will.

Wirtschaftlich ist die Bumerang-Form interessant, weil der Luftwiderstand geringer und der Auftrieb höher als bei der klassischen Vogel-Form sind, was Sprit spart. Daß von Böing, Airbus & Co. bislang keine Nurflügler gebaut wurden, liegt an der komplizierteren Steuerung des Bumerangs. Man braucht hier viel Elektronik, weil der Mensch mit seinem Nervensystem nicht schnell genug reagieren kann. Bei Militärjets ist das juristisch nicht relevant, weil die Piloten berufsmäßig sowieso ihr Leben riskieren, und weil sie keine zivilen Passagiere transportieren.

Stürzte hingegen ein ziviler Nurflügler mit seiner komplizierten Elektronik ab, würde es Klageverfahren wegen „riskanter Technik“ hageln. Man darf also davon ausgehen, daß der Airbus-Chef hier nur eine PR-Note abgab, die wahrscheinlich in absehbarer Zeit keinerlei Umsetzung erfahren wird. Es sei denn, die Minderleister in der EU und den Nationalregierungen setzen sich durch und erzwingen das unsichere und unwirtschaftliche Wasserstoff-Bumerang-Konzept. Dafür müßte allerdings gesetzlich dafür gesorgt werden, daß das besonders in USA typische Klagewesen deutlich verkleinert wird.

Faury deutet im Interview etwas ähnliches an: „Für die Umsetzung der Wasserstofftechnik brauche man ein weltweit einheitliches Regelwerk“.




Gas-Öl-Unternehmen aus Argentinien will auf Wasserstoff umsatteln – auf deutsche Kosten?

Es ist eine alte Lehre der Wirtschaft: Den Unternehmen ist es innerhalb ihrer Branche gleich, womit genau sie ihr Geld verdienen. Der Waggonbauer aus Gotha baute große Bombenflugzeuge, die London angriffen. Nähmaschinenhersteller bauten Maschinengewehre und Pistolen. Der Polymer-Spezialist Glock revolutionierte die Herstellung besonders leichter Automatik-Pistolen aus Kunststoff. Kohle- und Kernkraft-Anbieter RWE betreibt Windparks in Texas; ähnliches gilt für US-Konkurrent General Electric.

Da tut es nicht Wunder, daß ein argentinischer Gas-Öl-Förderer mit Windkraftanlagen im stürmischen Feuerland (das ist da, wo XR-Klimaschützerin Carola Rackete gern trekkt) Wasserstoffgas herstellen will, das in großen Mengen in den Westen oder nach Japan exportiert werden soll.

Stellt sich die Frage, wie man das kleinste Molekül des Universums verlustarm um den halben Planeten transportieren will. Geht wohl nur mit Tiefkühlung, die allerdings ordentlich Energie für die Linde-Maschinen an Bord der Frachter benötigt. Nicht vergessen: Patagonien liegt ganz unten in Südamerika, und die energiehungrigen Industriestaaten fast alle auf der Nordhalbkugel. Man muß also den heißen Äquator überqueren.

Warum macht Capsa-Capex den Unfug also?

„Wir wollen eine absolut saubere Energie erzeugen, die das Klima vor den Treibhausgasen schützt und eine nachhaltige Alternative zur Verbrennung von fossilen Brennstoffen bietet“, sagt der Chef.

Heißt im Klartext, man will die unter ideologischer Kontrolle stehenden Wirtschaften des Westens mit einem Produkt beliefern, das die Ingenieure und Käufer eigentlich nicht wollen, aus politischen und PR-Gründen aber kaufen müssen. Um die Ökopolit-Strategie der Firma zu betonen, behauptet der Vorsitzende, daß Gas und Öl in zwanzig Jahren alle seien, oder die Restförderung zu teuer. Das alte „Peak-oil“-Argument des Römischen Clubs von vor 50 Jahren. Oder von vor 120: Daß das Erdöl bald alle sei, behaupteten schon Unwissende, bevor es mit der Ölindustrie überhaupt losging. Der Mann ist übrigens Mitglied im WWF…

Capsa-Capex will innerhalb von zehn Jahren eine gigantische Infrastruktur mit Windrädern, Elektrolyseuren und Wasserstoff-Speichern aufgebaut werden, für fast 19 Milliarden US-Dollar. Wo soll das Geld herkommen? Die Firma tagt gerade auf der Internationalen Konferenz für Erneuerbare Energien. Die findet statt – natürlich im Land der Energiewende, in Bonn. Sammeln die Vertreter von Capsa-Capex da etwa Spenden bei deutschen Ministerien ein?

„Mit diesem Projekt kann Argentinien zum Kuweit des 21. Jahrhunderts werden“,

sagt der Chef der Deutsch-Argentinischen Industrie- und Handelskammer, der mit den Firmenleuten in Bonn gerade die Werbetrommel rührt.

Immerhin will unsere Wissenschaftsministerin die verkorkste Energiewende von Merkel ja mit afrikanischem Wasserstoff retten. Daß das nix wird, dürfte ihr mittlerweile klar geworden sein, PR-Artikel in der Massepresse hin oder her. Da könnte der Anbieter aus dem halbwegs stabilen Argentinien gerade recht kommen.

Die Wirtschaftsleute können im Gegensatz zu deutschen Ministern aber rechnen – glaubt die Führung von Capsa-Capex wirklich, nennenswerte Mengen Flüssiggas an uns zu liefern? Und was soll dann mit dem ganzen Knallgas bei uns geschehen? So viele U-Boote hat die Bundesmarine nicht. Und wo sind die Wasserstoffautos? Was kosten sie? Wo sind die zahlreichen Tankstellen? Man sieht – alles unausgegoren und wahrscheinlich viel zu umständlich und teuer. Es darf vermutet werden, daß die Wasserstoffirma deutsches Steuergeld gerochen hat und auf Subventionen aus ist. Am Ende vom Lied ergeht es dem Projekt wie Desertec – eine Investitionsruine, die aber Forschern wie Quaschning und diversen Anlagenbauern Geld für ihr letztlich unnützes Tun in die Kassen spült – und zwar ordentlich.




Ist Nomen Omen ? Treibstoff aus Feuerland!

Kap Hoorn, das Ende der Welt

Länder haben manchmal ausgefallene Formen, etwa die eines Stiefels, der auf einen dreieckigen Fußball tritt, oder eines Koteletts Namens Down Under. Welches Land aber sieht aus wie ein ausgestreckter Bandwurm? Es ist Chile, der Landstreifen zwischen Anden und Pazifik. Die nördlichen 1.000 km sind Wüste und Kupferminen, dann kommen 1.500 km mit Hauptstadt, Landwirtschaft und Industrie, und dann kommt 2.000 km lang nur noch Landschaft – bis ans Ende der Welt, bis zum Kap Hoorn.

Wegen seiner stürmischen Winde ist das Kap Herausforderung und Albtraum aller Seefahrer. Aber des einen Eule ist des anderen Nachtigall. Wo viel Wind, da viel Windenergie. Dort unten nun, in Feuerland, das vom restlichen Chile auf dem Landweg nicht zu erreichen ist, soll eine Anlage entstehen, die aus Wind Treibstoff macht. Ich schlage vor, wir schauen uns das mal an.

Vom Wind zum vollen Tank

Wie also soll die Energie des flüchtigen Windes in Treibstoff verwandelt werden? Das Konzept heißt „Power to Liquid (PtL)“.

Der Weg vom Wind zum vollen Tank ist aber nicht ganz einfach, und die Tatsache, dass wir eine coole englische Bezeichnung haben, löst noch nicht alle Probleme. Aber vielleicht lohnt sich die Sache ja dennoch. Hier die einzelnen Schritte auf dem Weg zum vollen Tank.

Eine Windturbine liefert Elektrizität. Die wird für Elektrolyse, also die elektrische Zerlegung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff (H2) eingesetzt. Letzterer wird dann mit CO2 chemisch verbunden und wir bekommen Methanol, eine Flüssigkeit, die auch „Holzgeist“ genannt wird. Methanol ist, aus Sicht des Chemikers, ein Alkohol. Anders als sein großer Bruder aber, das Äthanol, sollten wir ihn nicht als Genußmittel verwenden. Man kann ihn aber chemisch behandeln und bekommt dann einen Treibstoff, genannt eFuel, der dem Diesel nicht unähnlich ist.

Besser flüssig als Gas

Warum verwendet man nicht gleich den total grünen Wasserstoff um die Energie aus der Windkraft zu speichern und dann damit Fahrzeuge anzutreiben? Warum verwandelt man ihn in weiter in Holzgeist und dann eFuel?

H2 ist schwierig zu speichern, sei es als Gas unter hohem Druck oder tiefgekühlt als Flüssigkeit. Es wird immer etwas davon entweichen. Das H2-Molekül ist furchtbar klein und zwängt sich durch die Wände jeglicher Behälter ins Freie. Und das ist nicht nur ein Verlust, es ist auch eine Gefahr, denn mit Luft gemischt bildet sich hoch-explosives Knallgas. Stellen Sie sich eine Tiefgarage vor, in der Hunderte von H2– getriebenen Autos seit Wochen parken. Würden Sie sich da eine Zigarette anzünden? Deswegen ist es mehr als fraglich, ob sich H2 jemals als Energieträger durchsetzen wird (siehe auch hier).

Das Zwischenprodukt Methanol ist aber schon bei normalen Temperaturen flüssig. Auch wenn man das Zeug nicht trinken kann, so eignet es sich also wesentlich besser zum Speichern von Energie als das Gas H2. Seine Herstellung ist noch dazu „exotherm“, also wenn sich H2 und CO2 zu CH3OH (das ist die Formel für Methanol) verbinden, dann brauchen wir keine Energie zuzuführen, nur mit Druck müssen wir etwas nachhelfen.

Sauberer geht’s nicht

Erstaunlicherweise ist die Beschaffung von CO2, das bei der Synthese von Methanol gebraucht wird, nicht trivial. Man könnte meinen, dass das böse Gas, von dem doch viel zu viel da ist, ganz einfach aus der Atmosphäre zu gewinnen sei, aber dem ist nicht so. Es stellt ja weniger als ein Tausendstel der Luft dar, und da ist einiges an Aufwand erforderlich, um es heraus zu filtern und zu konzentrieren. Und das kostet auf jeden Fall Energie.

Dennoch hat das ganze Vorhaben den Charakter eines Perpetuum Mobile. Aus nichts als Wind, Wasser und Luft entsteht letztlich, wie von Geisterhand, echter flüssiger Treibstoff, den wir zum Betrieb unserer Fabrik benutzen oder an Autofahrer verkaufen können. Porsche hat sein Interesse schon angemeldet. Vielleicht wird der neue Cayenne mit der 453 PS, 4.0-liter V8 Maschine damit auch eine Option für Greta & Co. Wenn die dann unterwegs sind, dann blasen sie zwar auch CO2 in die Gegend, aber das ist ja genau das CO2, das man vorher aus der Luft heraus gefiltert hatte. Also ist das Ganze ein ökologisch total sauberes Geschäft.

Bei all der grünen Begeisterung sollte man aber das Rechnen nicht ganz vergessen. Da haben wir ja eine lange Kette von Schritten, und bei jedem kommt hinten weniger raus, als vorne hinein gesteckt wurde. Und die Energie für den allgemeinen Betrieb unserer Zauberfabrik müssen wir auch in Rechnung stellen.

Wild Guess“

Man muss also fragen, was die Effizienz dieses Verfahrens ist. Wie viele Kilowattstunden Energie müssen vom Wind geliefert werden, damit wir schließlich eine Kilowattstunde im Tank unseres Autos zur Verfügung haben?

Lassen Sie uns eine wilde Abschätzung machen, einen „wild guess“. Nehmen wir eine kapitale Windturbine die im stürmischen Feuerland durchschnittlich ein Megawatt = 1000 Kilowatt elektrische Leistung liefert. Das wären dann 24.000 kWh pro Tag.

Der Umwandlung von elektrischer in chemische Energie, die im eFuel gespeichert wird, geben wir eine Effizienz von 30%. Das eFuel wird im Motor verbrannt und erzeugt mechanische Energie. Das passiert erfahrungsgemäß mit einem Wirkungsgrad von ca. 33%. Der Gesamtwirkungsgrad wäre dann 33% von 30%, das sind rund 10%. 10% der Energie aus der Windturbine landen also im Motor des Autos als mechanische Energie.

Pro Tag liefert uns die Anlage also eFuel für 2.400 kWh mechanischer Energie. Der übliche Treibstoff hat ca. 2,4 kWh mechanische Energie pro Liter. Mit anderen Worten, wir können von unserer Anlage mit der gigantischen Windmühle pro Tag 1.000 Liter Treibstoff erwarten. Damit könnte man schon die Autofahrer eines Dorfes in Feuerland glücklich machen. Und um Deutschlands Autofahrer voll mit eFuel zu versorgen, da bräuchte man ein paar hunderttausend solcher Anlagen.

Unsere Rechnung mag dann zwar um den Faktor zwei daneben liegen, nicht aber um den Faktor zehn oder hundert.

Und noch etwas. “Erneuerbare Energie” drückt ja klar aus, dass die Wingeneratoren erneuert werden müssen, im stürmischen Feuerland vielleicht alle fünf oder zehn Jahre.

Grüne Effizienz

Wollen wir hoffen, dass sowohl der Wirtschaftsminister, der acht Millionen Steuergelder für das Vorhaben am Ende der Welt spendiert hat, als auch die beteiligten Firmen Siemens und Porsche diese Überlegungen etwas genauer angestellt haben.

Hier ein Blick in die Präsentation des Projektes, welches ein Element von Deutschlands nationaler Wasserstoff-Strategie darstellt. Den Blick können Sie sich auch sparen, wenn Ihnen die üblichen Textbausteine mit den obligatorischen Vokabeln wie nachhaltig, highly innovative, klima-neutral, high-potential, etc. schon geläufig sind.

Immerhin wird uns aber doch eine Zahl verraten, nämlich dass die Anlage im Laufe des Jahres 2022 rund 130.000 Liter eFuel erzeugen wird (das wären übrigens rund 350 Liter pro Tag, falls die Anlage kontinuierlich liefe).

Ist das effizient? Ist das viel? Nun, falls Herr Altmaier zur Feier dieses Meilensteins die 14.000 km von Berlin nach Feuerland fliegt, dann verbraucht der Luftwaffen- Airbus A340 der Flugbereitschaft seinen vollen Tankinhalt von etwa 100 Tonnen = 125.000 Litern Kerosin. Das ist fast so viel wie die erwähnte Jahresproduktion an eFuel – nur für den Hinflug.

Oder, anders ausgedrückt, der jährliche Beitrag zur CO2-Vermeidung durch das eFuel der Anlage würde durch besagten Besuch schon auf dem Hinflug zunichte gemacht.

Egal wie sinnvoll: je mehr zu Beginn schon investiert wurde, desto mehr muss später draufgelegt werden. Auf die Millionen werden Milliarden folgen. Vielleicht ist das Ganze ja ein Perpetuum Mobile anderer Art: aus Wind mach Geld.

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




Das grausame Versprechen einer Zukunft mit erneuerbaren Energien und Wasserstoff

Es dauerte ungefähr ein Jahrzehnt, bis Politiker und Börsenspekulanten die hoffnungslose Unzuverlässigkeit und chaotische Unterbrechung von Solar- und Windkraft erkannt [zugegeben] hatten. Dies erforderte einen völlig neuen Ansatz der Schönredner der Anleger.

In den letzten ein oder zwei Jahren wurden mythische Mega-Batterien als perfekte Antwort ausgewählt.

Aber die Wirtschaft setzt sich eindeutig nicht dafür ein: Die größte Batterie der Welt – die den Steuerzahler coole 150 Mio USD gekostet hat – befindet sich auf einer Schafskoppel in der Nähe von Jamestown im mittleren Norden Südaustraliens und würde diesen angeblich wind- und solarbetriebenen Staat mit Strom versorgen Vier Minuten lang, wenn die Sonne untergeht und ruhiges Wetter einsetzt.

Diese Batterie ist kaum das Geld wert, besonders wenn Südaustraliens letztes Kohlekraftwerk (das rund um die Uhr betrieben werden kann) jahrzehntelang für knappe 25 Millionen Dollar hätte tuckern können – der Betrag, den sein Betreiber von der damaligen Weatherill Labor-Regierung verlangt hatte. Stattdessen beschimpfte Jay Weatherill die Besitzer der Anlage und hüpfte vor Freude, als das Kraftwerk vor drei Jahren gesprengt wurde. Wirtschaft war nie seine Stärke.

In letzter Zeit haben die Propagandisten ihre Aufmerksamkeit jedoch auf die Vorstellung gelenkt, dass wir bald Sonnenschein und Brise in eine endlose Versorgung mit praktisch freiem Wasserstoffgas verwandeln werden. Wie wir schon ein- oder zweimal betont haben, ist es ein perfekter Unsinn.

Die Ökonomie ist total dagegen – was bedeutet, dass Klingelbeutel weiterhin auf die endlosen Subventionen aus sind, nach denen sich die Anleger sehnen. Auch die Gesetze der Physik und Thermodynamik verbreiten Missmut. Das Wasserstoffgas ist sehr schwer zu speichern und korrosiv gegenüber Metallrohre und -gefäße. Oh, und es verabschiedet sich auch mit einem „Knall“

Exlposion einer Tankstelle

Ungeachtet dessen hat der Premierminister Scott Morrison lyrisch darüber gesprochen, dass Wasserstoff das Herzstück seines Ziels für „Netto-Null“ -Kohlendioxid-Emissionen ist, und die oppositionelle Labor Party ALP scheint ebenso wenig wie er mit der irdischen Realität in Berührung zu sein.

Jennie George, eine ihrer ehemaligen Bundesarbeitsabgeordneten und Gewerkschaftsboss-innen, gehört zu einer wachsenden Zahl von ALP-Dissidenten, die den Niedergang der australischen Industrie im verarbeitenden Gewerbe und in der Mineralverarbeitung aufhalten wollen. All dies wurde durch die Besessenheit von stark subventioniertem Wind und Sonne und die daraus resultierenden rasanten Strompreise verursacht, da die Nacht auf den Tag folgt.

Jennie bietet eine hilfreiche Realitätsprüfung für diejenigen, die glauben, dass sich ein Nirvana mit Wind-, Sonnen- und Wasserstoffantrieb direkt über dem Horizont befindet.

Die falschen Versprechen der Grünen-Energie

The Australian, Jennie George, 4 February 2021

Im Vorfeld der nächsten Bundestagswahlen werden [können?] die Wähler die konkurrierende Politik zur Umstellung auf CO2-Neutralität abwägen. Das Wie und Wann wird entscheidend sein.

Auch wenn Sie feststellen, dass die Kosten für Untätigkeit niedriger sind als die Kosten für Maßnahmen, wird die Zwangsabgabe nicht mehr gesenkt. Genauso wenig wie die Förderung von Investitionen ohne Annahmen, Kostenberechnungen oder spezifische Arbeitsplatzdaten.

Zahlen der Investitionen, die kürzlich vom neuen oppositionellen Klimawandel und Energiesprecher Chris Bowen zitiert wurden, sind ein Beispiel dafür, wie man sich auf umfassende Verallgemeinerungen stützt. Laut Deloitte werden durch den Übergang zu Netto-Null-Emissionen 250.000 Arbeitsplätze geschaffen, während 880.000 durch Untätigkeit verloren gehen.

Die 100.000 „Kohlenstoffarbeiter“ in Australien in den Bereichen Kohlebergbau, Gas- und Ölförderung, Erzeugung fossiler Brennstoffe und integrierte Stahlherstellung (vom Erz bis zum Produkt) haben Besseres verdient. Die Auswirkungen sind bei ihnen und ihren Familien, bei den indirekt damit beschäftigten Menschen und oft ganze regionale Volkswirtschaften zu spüren, die für diese Branchen arbeiten.

Nehmen Sie den Betrieb von BlueScope Steel in Port Kembla südlich von Sydney, einem Gebiet, das ich von 2001 bis 2010 im Parlament vertreten habe. Wenn BlueScope als unverzichtbare Industrie überleben soll, ist eine stärkere staatliche Unterstützung erforderlich. In jüngster Zeit war es als handelsgefährdete Industrie mit minimalen Zugeständnissen belastet. Nun musste es einen seiner Hochöfen stilllegen, es musste Personal abbauen, um zu überleben, es konkurrierte mit ausländischem billigem Stahl und es wurde nicht einmal zum Bau der neuen Tribüne in Wollongong eingesetzt.

Das Versprechen von Import-Ersatz-Strategien und vorgeschriebenen Beschaffungsstrategien zur Stützung der heimischen Lieferkette blieb erfolglos. So auch der Vorschlag für eine Kraft-Wärme-Kopplung KWK, der überschüssigen Strom ins Netz eingespeist hätte.

Bei der Stahlherstellung entstehen große Mengen brennbarer Abgase, die in die Atmosphäre abgegeben werden. Ein integriertes KWK-System würde diese zur Erzeugung von Dampf nutzen, der sowohl industriell als auch zur Stromerzeugung verwendet werden kann.

Das ist ein Projekt, das Unterstützung verdient. Es hat das Potenzial, eines der größten Emissionsminderungsprojekte des Landes zu sein und überschüssigen [und zuverlässigen] Strom in das Netz einzuspeisen.

Aber anstatt von sofortigen praktischen Lösungen zur Sicherstellung der dauerhaften Lebensfähigkeit einer wichtigen Branche in Angriff zu nehmen,  erzählt man uns jedoch vom magischen Übergang zu „grünem Stahl“.

Das Grattan-Institut hat in dem Bestreben, neuen Technologien einen praktischen Schwerpunkt zu geben, zunächst die Möglichkeit eines „grünen Stahls“ in Bezug auf Australien angesprochen. Grattan sieht sein Potenzial für Exporte und die Schaffung von Arbeitsplätzen im regionalen Australien. Es würde Wasserstoff aus erneuerbaren Energien verwenden, um metallurgische Kohle zu ersetzen.

Es war interessant zu hören, wie Scott Morrison diese Woche das Mantra des grünen Stahls annahm. Das Problem ist, dass es zwar Möglichkeiten für Lichtbogenöfen in Minimühlen bietet, jedoch nicht für die Stahlherstellung in Hochofen in Port Kembla geeignet ist. Auch hier ist es wichtig, keine falschen Erwartungen zu wecken.

Es ist schade, dass Befürworter solcher Technologien der Kommunity nicht die ganze Wahrheit sagen: Es gibt keine bewährten und wirtschaftlich tragfähigen Technologien, um Kohle / Koks im Herstellungsprozess für Hochofenstahl zu ersetzen, bei BlueScope in der Illawarra nicht und wahrscheinlich auch nicht woanders. Ist es ein wünschenswerter Übergang, wenn die integrierte Stahlherstellung für die Nation verloren geht? Versuchen Sie, die Tausende von Arbeitern und ihren Familien davon zu überzeugen, dass dies den Preis wert ist, den sie zahlen müssen.

Ebenso gibt es in der Hunter-Region von New South Wales Tausende Arbeitsplätze im Bergbau und in der Kohleverstromung. Diese werden besonders anfällig für vorgeschlagene Schritte zur CO2-Neutralität sein.

Die Tomago-Aluminiumschmelze in der Nähe von Newcastle ist ein wichtiger Arbeitgeber, dessen Zukunft problematisch ist. Die neu gegründete Hunter Jobs Alliance, angeführt von der Australian Metal Workers Union und dem Labor Environment Action Network, weckt fälschlicherweise die Erwartung, dass die Schmelze in Zukunft mit erneuerbaren Energien betrieben werden könnte.

Das Unternehmen arbeitet rund um die Uhr, beschäftigt direkt 950 Mitarbeiter und produziert 25 Prozent des australischen Aluminiums. Das Unternehmen steht auf der Liste derer, die [für eine begrenzte Zeit] abgeschaltet werden können / müssen, um weit verbreitete Stromausfälle zu vermeiden, wenn ein Sicherheitsrisiko für das Verteilsystem besteht.

Erneuerbare Energien sind weder wirtschaftlich rentabel noch können sie die erforderliche Zuverlässigkeit für den weiteren Betrieb der Schmelze garantieren. Die größte südaustralische Batterie würde allein nur diese Schmelze für weniger als 15 Minuten lang mit Energie versorgen können.

Die Rede von Labor über einen Beschäftigungs- und Emissionsvertrag und die Technologie-Roadmap der Regierung werden für die Bewertung künftiger Pläne durch die Gemeinschaft von entscheidender Bedeutung sein. Falsche Technologielösungen sind ebenso unentschuldbar wie die Rhetorik eines „gerechten Übergangs“, ohne die realen wirtschaftlichen Kosten und Beschäftigungsauswirkungen einer Umstellung auf CO2-Neutralität

The Australian

[„Hypern“ des Links hat nicht funktioniert!?]

https://www.theaustralian.com.au/commentary/the-false-promises-of-greentech-energy/news-story/31cbeed93b4562377f43ed6a7d27f8c4

 

https://stopthesethings.com/2021/02/07/technology-tease-on-the-cruel-promise-of-a-renewables-hydrogen-fuelled-future/

Übersetzt durch Andreas Demmig

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Auch auf Eike gibt es bereits viele Beiträge zum Thema Wasserstoff, hier zwei davon

https://www.eike-klima-energie.eu/2020/07/28/strom-wasserstoffumwandlung-macht-u-a-dann-sinn-wenn-es-darum-geht-sehr-teuren-strom-zu-erzeugen/

https://www.eike-klima-energie.eu/2020/07/20/warum-der-gruener-wasserstoff-hype-in-europa-wahrscheinlich-ein-flop-wird/

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Fundstück zum Wasserstoff Auto

Auf YouTube habe ich ein Interview mit Prof. Fritz Indra gehört

Daimler und BMW hatten H2 Brennstoffzellen in der Entwicklung, als Antrieb für einen E-Motor. Beides ist drangegeben worden.

Daimler forscht zusammen mit Volvo noch beim LKW weiter. Ein Problem ist die enorme Hitzeentwicklung, wenn der LKW einen Berg hochfährt, dann werden 400 … bis 500 kW benötigt – wohin mir der Wärme?

BMW hat nun wieder mit H2 angefangen, allerdings als Brennstoff für einen Kolbenmotor.

Dann gibt es noch das Problem mit den Tanks und Tankstellen.

Auf der Straße dürfen Tanks nur mit max. 50 bar Druck transportiert werden. An der Tankstelle muss es dann auf 1.000 bar verdichtet werden, damit es die kleinen Fahrzeugtanks mit 800 bar überhaupt befüllen kann. Allein der Prozess der Verdichtung schlugt 25 % bis 30 % der Energie, die (noch) im Wasserstoff vorhanden ist – ohne die Verluste bei der Gewinnung von Wasserstoff aus Wasser oder Methan.

– Damit ist ein guter Verbrennungsmotor (vor allem Diesel) leicht konkurrenzfähig, ohne die ganzen Probleme damit.

Wiedergabe des Interviews von Prof. Fritz Indra , ab 20:00 min zu obigem Thema , https://www.youtube.com/watch?v=PkbjkXTBsyw

(vorher das Gespräch über Batterieautos und das unwirtschaftliche, viel zu teure und daher nicht gemachte Recycling von LI Batterien, trotz Eu verbindlicher Quote – mein Ansatz: Belastung des Käufers mit diesen Kosten?)

 




Wasserstoff und Kernenergie

 Heute werden über 95% aus fossilen Energieträgern – hauptsächlich aus Erdgas durch Dampfreformierung – und knapp 5% über Elektrolyse als Nebenprodukt z. B. bei der Chlor-Elektrolyse gewonnen. Nachdem sich nun auch bei „Energiewendern“ die Erkenntnis rumspricht, daß man für die Stromproduktion durch Windmühlen Wind benötigt und bei der Photovoltaik zumindest Tageslicht, kommt man auf die Schnapsidee Wasserstoff als Energieträger im großen Maßstab einzusetzen. Die neuen Zauberwörter der Schlangenölverkäufer sind „Wasserstoffwirtschaft“ und „Sektorenkopplung“: Man will nicht nur elektrische Energie während der Dunkelflauten aus Wasserstoff herstellen, sondern ihn auch als Kraftstoff, zur Gebäudeheizung und für alle möglichen industriellen Anwendungen einsetzen. Auf solch eine Kopfgeburt kann nur einer kommen, für den Thermodynamik lediglich ein Wort mir 13 Buchstaben ist.

Hans im Glück

Wasserstoff kommt in der Natur praktisch nur in chemischen Verbindungen (Wasser H2 O, Erdgas CH4 usw.) vor. Diese müssen erstmal geknackt werden um Wasserstoff zu gewinnen. Dazu ist viel Energie nötig. Will man Wasser mittels Elektrolyse zerlegen, benötigt man etwa 4,4 kWh pro Normkubikmeter Wasserstoffgas. Verbrennt man diesen einen Normkubikmeter wieder, kann man nur 3,0 kWh (unterer Heizwert) zurückgewinnen. Geschieht dies in einem modernen Kombikraftwerk (Wirkungsgrad 60%) werden daraus nur 1,8 kWh elektrische Energie zurückgewonnen. Wohlgemerkt, hier wurde noch kein einziger Kubikmeter transportiert oder gespeichert. Beides ist – ob verdichtet oder verflüssigt – nur mit beträchtlichem Energieaufwand möglich. Wie man es auch dreht und wendet, in der Praxis bekommt man nur rund 1/3 zurück – oder anders ausgedrückt haben sich die Stromkosten (ohne jede Investition für die Elektrolyse) schon allein wegen der Umwandlungsverluste verdreifacht.

Man hat uns ja inzwischen beigebracht, daß der Wind – wie schon vorher die Sonne – keine Rechnung schickt. Gleichwohl sind gewaltige Investitionen in die Errichtung von Windparks notwendig. Hinzu kommen noch Betriebs- und Wartungskosten, die ebenfalls nicht gering sind, wie man heute gelernt hat. Alle Kosten müssen jedenfalls durch die Stromerlöse und Subventionen wieder eingebracht werden. Unter Grundlast in einem Netz versteht man die kleinste Leistung die immer anliegt – 24 Stunden am Tag, 7 Tage die Woche. Will man die Grundlast durch Windmühlen abdecken, braucht man dafür etwa die 8–9 fache installierte Leistung. Der Grund ist trivial: Wenn kein Wind weht, wird auch kein Strom produziert, egal wie viele Windmühlen man gebaut hat! Will man in schwachen Zeiten zu füttern, muß man die erforderliche Menge elektrischer Energie vorher produziert haben. In 2019 betrug die Arbeitsausnutzung der Windmühlen in Deutschland 28% (installierte Leistung 53,912 GW, Stromproduktion 131,8 TWh). Leider muß man die hierfür produzierte Energie speichern und bekommt über den Weg Wasserstoff nur etwa 1/3 zurück (siehe oben). Hinzu kommen selbstverständlich noch die Investitionen für die Elektrolyse, die Speicher und das Backup-Kraftwerk. Man könnte es auch anders formulieren: Wer den Menschen vorgaukelt, es wäre eine (wirtschaftliche) Stromversorgung nur mit Wind und Sonne möglich, der lügt. Es ist deshalb kein Zufall, daß alle einschlägigen „Energiewender*Innen“ immer von Zwangsabschaltungen – sprachlich getarnt als „Smart-Meter“ – und Konsum- und Wohlstandsverzicht – sprachlich getarnt als „Energieeffizienz“ – schwadronieren.

Transport und Speicherung

Wasserstoff ist ein Gas mit extrem geringer Dichte: Ein ganzer Kubikmeter wiegt noch nicht einmal 90 Gramm. Es muß deshalb verdichtet oder verflüssigt werden um es überhaupt transportieren und lagern zu können. Wenn man es auf 700 bar verdichtet (Industriestandard für PKW) hat es gerade mal einen Energiegehalt von 1,32 kWh/Liter. Selbst wenn man es durch Abkühlung auf -253°C verflüssigt, beträgt sein Energiegehalt gerade mal 2,34 kWh/Liter. Zum Vergleich: Benzin hat einen Energiegehalt von rund 8,7 kWh/Liter.

Selbst für den Transport in Rohrleitungen oder der Speicherung in Kavernen muß es verdichtet werden. Jede Verdichtung erfordert eine Menge elektrische Energie und ist immer mit erheblichen Verlusten verbunden. Wenn es in Pipelines strömt, entstehen ebenfalls Verluste durch Reibung. Man bevorzugt deshalb für sehr lange Strecken eine Verflüssigung und Tankschiffe. Allerdings werden für die Verflüssigung von Wasserstoff allein rund 35% seiner Energie benötigt. Spätestens hier sollte der geneigte Leser verstehen, warum wir uns in einer Welt von Mineralölen und Erdgas bewegen. Oder anders ausgedrückt, welche brutalen Konsequenzen drohen, wenn wir alle Fahrzeuge auf Wasserstoff umstellen wollen. Das Gerede von „Sektorkopplung“ (Strom aus Wind und Sonne wird benutzt um Kraftstoffe und andere Energieträger herzustellen) ist nur ein weiteres Neusprechwort für „Mobilitätsverzicht“. Ganz davon zu schweigen, daß Deutschland viel zu klein ist, um es mit der erforderlichen Anzahl von Windmühlen zupflastern zu können. Bahnt sich hier schon wieder das „Volk ohne Raum“ an?

Wasserstoff durch Kernenergie

Hat man erst einmal die Konsequenzen des „Grünen Wasserstoffs“ verstanden, ist die Produktion durch vorhandene Druckwasserreaktoren nicht mehr so abwegig. Immer unter der Voraussetzung, man lehnt die Produktion aus fossilen Energieträgern ab. Das erste Argument liefert die Arbeitsausnutzung (Kernkraftwerk 90%, Windmühlen in Deutschland 28%) oder mit anderen Worten, wie viel Wasserstoff man mit einer gegebenen Anlage produzieren kann. Das zweite Argument sind die Energiekosten. Wärmeenergie ist immer billiger als elektrische Energie. Dies ist der Grund, warum heute rund 95% des Wasserstoffs aus Erdgas hergestellt werden. Aber auch bei der Elektrolyse kann man durch erhöhte Temperaturen elektrische Energie einsparen. Bei einem Kraftwerk ist die Auskopplung von Wärme kein Problem. Der Anbau an konventionelle Kernkraftwerke ist hier nur der erste Schritt. Kommen (später) Reaktoren mit höheren Betriebstemperaturen zum Einsatz, wird der Vorteil noch gravierender. In fernerer Zukunft könnten Hochtemperaturreaktoren sogar den Weg über chemische Verfahren (z. B. Jod-Schwefelsäure) gehen.

Das U.S. Department of Energy (DOE) fördert eine Dampf-Elektrolyse-Anlage an einem Kernkraftwerk (wahrscheinlich Prairie Island Nuclear Generating Station von Xcel Energy) in USA mit $13,8 Millionen. Xcel Energy verfügt über einen hohen Anteil von Windenergie mit dem entsprechend stark schwankenden Angebot. Eine Fragestellung soll deshalb sein, ob man Energie aus dem Reaktor auskoppeln kann, ohne diesen bei Windspitzen abregeln zu müssen. Dies wäre damit die erste unmittelbare Kopplung von Wind- und Kernenergie bei einem Versorger. Böse Zungen könnten auch sagen: Eine den Markt verzerrende Subvention der Windenergie soll durch Subventionen bei einem vorhandenen Kernkraftwerk geheilt werden.

Ein zweites Förderprogramm des DOE über $12,5 Millionen unterstützt die Kooperation von FuelCell Energy of Danbury mit dem Idaho National Laboratory. Ziel ist die Entwicklung von Festkörper-Elektrolyse-Zellen mit hohem Wirkungsgrad und geringen Kosten als 200 bis 500 MW Module zur Nachrüstung bei Kernkraftwerken. Es soll der Wechsel zwischen Wasserstoffherstellung und Stromproduktion demonstriert werden, um Kernkraftwerken ein zweites wirtschaftliches Standbein zu erschließen.

Ausblick

Im Jahr 2019 wurden weltweit 69 Millionen to Wasserstoff in Raffinerien und Düngemittelfabriken verbraucht. Der Markt ist also vorhanden. Allerdings wird nur sehr wenig Wasserstoff über größere Entfernungen transportiert. Wegen der bekannten Transportschwierigkeiten wird er unmittelbar in der Nähe der Verbraucher erzeugt. Es gibt allerdings bedeutende regionale Pipeline-Systeme z. B. in den USA an der Golfküste, die verschiedene Chemiezentren untereinander verbinden. In dieser Region ist ein bedeutender Ausbau für „Blauen Wasserstoff“ geplant. Dabei wird der aus den reichlich vorhandenen Erdgasvorkommen über Dampfreformierung gewonnen. Das dabei anfallende CO2 ist beileibe kein Abfall, sondern kann an die Ölproduzenten in dieser Region verkauft werden. Ein doppeltes Geschäft wird möglich: Einsparung von CO2 – Abgaben und zusätzliche Ölförderung aus bereits erschöpften Quellen. Damit ist auch klar, warum die Erdgasindustrie immer ein Förderer der „Alternativ-Energien“ war und ist. Man weiß sehr genau über die Dunkel-Flauten bescheid. Erdgas ist der Energieträger, der mit den geringsten Investitionen Backup-Kraftwerke erlaubt – jede Windmühle und jeder Sonnenkollektor bedeutet also zusätzlichen Absatz. Es gibt momentan auch kein Henne-Ei-Problem: Man kann den Absatz an Wasserstoff schnell durch Beimischung zum Erdgas steigern. Es laufen bereits Verhandlungen über neue Spezifikationen. Es scheint möglich, bis zu 20% Wasserstoff ohne große Modifikationen an den Pipelines und Verbrauchern unter mischen zu können. Auch hier wird klar, wer größtes Interesse an der Einführung von CO2 – Abgaben hat.

Der Beitrag erschien zuerst auf dem Blog des Autors hier



Globale Mitteltemperatur steigt an? Nicht im Oktober 2020

Der 25. Solarzyklus ist im Oktober mit einer starken Entwicklung der Sonnenflecken in Erscheinung getreten. Lag die Sonnenfleckenzahl im September noch bei 0,7, belief sie sich im Oktober schon bei 14,4. Es wird nun spannend, zu verfolgen, ob der Zyklus so schwach wird, wie prognostiziert.

Die Energiewende wird an der Windenergie scheitern

Die Ziele der deutschen Energiewende sind energiepolitisch schlicht: Nach dem Ausstieg aus der Kernenergie bis 2022 folgt der Ausstieg aus der Kohle bis 2035, parallel und vollständig bis 2050 erfolgt der Verzicht auf Öl und Gas. Die Energie für Strom, Wärme, Mobilität und Industrielle Prozesse des klimaneutralen Deutschland sollen geliefert werden durch Windenergie, Solarenergie und wenige Prozente an Wasserkraft und Biomasse, so jedenfalls die Pläne der Bundesregierung, die von allen wesentlichen gesellschaftlichen Akteuren unterstützt werden.

Ist das realistisch?

Heute liefern Wind und Photovoltaik etwas weniger als 30 % der 600 Terawattstunden an Strom (1 Terawattstunde Twh sind 1 Milliarde Kilowattstunden Kwh). 126 Twh liefert die Windenergie und 46 Twh die Photovoltaik.

Für 600 TWh werden bei gleichem Mix 439 Twh Wind und 161 Twh Solar benötigt. Wir nehmen der Einfachheit halber an, dass diese Menge an Strom mit den größten Anlagen, nämlich 5 Megawatt-Anlagen erzeugt werden solle, die in einem Abstand von 1000 m platziert werden. Bei einem Jahresnutzungsgrad von 25 % produziert eine Anlage durchschnittlich 5 MW x 0,25 x 8760(Stunden) = 10950 Mwh =0,01095 Twh. Für 439 Twh benötigt man also 40 000 Anlagen. Dafür benötigt man eine Fläche von 200 km x 200 km.

Aber wir sind noch nicht am Ende.

Die Windenergie wird produziert, wenn der Wind bläst, nicht wenn der Verbraucher ihn benötigt. Bei einer Stromversorgung in Deutschland, die sich allein auf volatile Quellen stützt, können 36 % des jährlich erzeugten Stroms direkt verbraucht werden (Quelle: Dr. Ahlborn). Der Rest ist Überschusstrom, der gespeichert werden muss. Hier bietet sich aus wirtschaftlichen Gründen allein die Speicherung in Wasserstoff an. Dazu müssen eine gigantische Zahl an Elekrolyseuren errichtet werden. Es ist aber völlig unwirtschaftlich, die Kapazität nach den extremen Spitzen der Starkwindereignisse zu dimensionieren, daher müssen etwa 12 % der Windenergie abgeregelt werden. So verbleiben 52 % des erzeugten Stromes, der in Wasserstoff gespeichert werden kann. Durch Elektrolyse von Wasserstoff, Speicherung/Methanisierung und Rückverstromung bleiben von den 52 % nur 15,6 % übrig. Die Kette erzeugt einen Verlust von 2/3 der eingesetzten Strommenge.

36 % plus 15,6 % ergeben rd. 50 % des erzeugten Windstroms, die nutzbar sind. Wir brauchen also doppelt so viele Anlagen. Die Fläche für die 80 000 Windkraftanlagen beträgt 80 000 km², das entspricht einer Fläche von sind 283 km x 283 km.

Aber wir sind noch nicht am Ende.

Bislang haben wir mit 2 x 439 Twh nur den Strombedarf, aber nicht Verkehr und Wärmeversorgung abgedeckt.

Auch beim Verkehr (heute 600 Twh) und Wärme(heute 1200 Twh) gibt es Speicher- und Umwandlungsverluste, wenn der dafür notwendige Strom durch Wind und Solar erzeugt wird.

Wir betrachten hierfür nur noch den Wind, denn bei der Photovoltaik ist der Jahresnutzungsgrad mit 10 % Jahresvolllaststunden deutlich kleiner und der Flächenverbrauch um ein Vielfaches höher.

Wir nehmen zugunsten der Energiewendeplaner an, dass der Verkehr tatsächlich durch Batterieautos erfolgen kann, woran füglich gezweifelt werden kann. Schwerlastverkehr, Schiffsverkehr oder den Flugverkehr auf Strom umzustellen, ist schon abenteuerlich. Eher werden hier synthetische Kraftstoffe eingesetzt werden müssen. Aber auch hier ist die Strombilanz vernichtend. Wie Detlef Ahlborn zeigen konnte, verbraucht allein der Frankfurter Flughafen vor Corona 14,7 Millionen Liter Kerosin am Tag, das sind umgerechnet 4,3 Millionen Tonnen im Jahr. 4,3 Millionen Tonnen Kerosin entsprechen einem Energiewert von 47 Twh. Wollte man Kerosin aus Strom mit Hilfe von Wasserstoff synthetisieren (angenommener Wirkungsgrad 50 %) , werden also 100 Twh Strom benötigt. Allein für den Frankfurter Flughafen also fast so viel, wie die deutsche Windenergie heute erzeugt (126 Twh).

Wir nehmen zugunsten der Energiewende-Vertreter an, dass sich sämtlicher Verkehr mit Strom durchführen lässt und somit nur ein Viertel der heute von 600 Twh verbrauchten Energiemenge benötigt wird (da Stromautos um diesen Faktor effizienter sind) So werden aus 600 Twh 150 Twh. Wir wollen allerdings auch Auto fahren, wenn kein Wind weht. Daher muss auch dieser Strom, wie oben gezeigt, größtenteils über die Kette Wasserstoff, Speicherung, Wiederverstromung geführt werden, so dass sich der Strombedarf verdoppelt: 300 Twh.

Wir nehmen weiter an, dass sich der heutige Wärmebedarf von 1.200 Twh durch Elektrifizierung (Wärmepumpe) auch auf ein Viertel reduzieren lässt, so dass auch hier wegen der notwendigen Zwischenspeicherung des Windstroms über Wasserstoff die notwendige Verdoppelung der Windenergie zu 600 Twh führt. Nützt man synthetisches Gas aus Windstrom/Wasserstoff/Gas direkt, kommt man zu einer noch schlechteren Ausbeute, da hier die Effizienz der Wärmepumpe wegfällt.

Verkehr und Wärme führen also im günstigsten Fall zu einem Windstrombedarf von 900 Twh. Das ergibt einen Flächenbedarf von weiteren 80 000 km², so dass wir bei 160 000 km² angekommen sind.

Aber wir sind noch nicht am Ende, denn der schwierigste Teil ist noch ungelöst.

Die Prozessemissionen aus Stahl-, Chemie- und Zementindustrie (10 % des CO2-Ausstoßes) erfordern nach Schätzungen der Industrie 600 Twh. Das ist leicht nachvollziehbar, wenn man sich an das obige Beispiel des Frankfurter Flughafens erinnert. Und Kunststoffe, Pharmaka, Dämmstoffe, Farben, Lacke, Klebstoffe, Wasch-und Reinigungsmittel sind dann nur noch auf dem Wege CO2 plus Wasserstoff herstellbar.

Der Ersatz der industriellen CO2-Emissionen führt somit noch einmal zu 55 000 km² Windkraftanlagen, so dass wir bei 215.000 km² angekommen sind. 2/3 von Deutschland sind nun in einem Abstand von 1000m mit 200 Meter hohen Windkraftanlagen bestückt, egal ob da eine Stadt steht, eine Fluss oder eine Autobahn verläuft, ob es dort einen Wald, einen See oder ein Naturschutzgebiet gibt.

Können wir uns, kann die Politik sich ein solches Deutschland vorstellen?

Wer wissen will, welche Auswirkungen Windkraftwerke in großer Zahl auf das Aussterben von Greifvögeln, Fledermäusen, dem Rückgang von Insekten schon heute haben, kann dies in unserem Buch „Unerwünschte Wahrheiten“ nachlesen. Dort findet er auch die verschwiegene Tatsache, dass Windparks zu einer erheblichen Erwärmung in ihrem Einwirkungsgebiet führen von etwa 0,5° Celsius, da die rotierenden Flügel der Windkraftanlagen das starke Temperaturgefälle in der Nacht ausgleichen und wärmere Luft zurück zum Erdboden schaufeln. Zahlreiche Studien belegen eine erhebliche Austrocknung der Böden in den Windfeldern.

Doch die Politik verweigert die Diskussion über die Umweltverträglichkeit eines massiven Ausbaus der Windkraftanlagen. Kürzlich hat der Deutsche Bundestag beschlossen, dass bei Klagen gegen Anlagen, die höher als 50 Meter sind, die sogenannte aufschiebende Wirkung von Widerspruch und Anfechtungsklage entfällt. So kann Deutschland ohne lästigen Widerspruch zu einem einzigen großen Windfeld gemacht werden.

Es ist fast überflüssig darauf hinzuweisen, daß wir über astronomische Kosten sprechen. Elekrolyseure und Power-to-gas-Anlagen sind ja nicht kostenlos zu betreiben. Aus heutiger Sicht muss mit einem zehnfach höheren Strompreis gerechnet werden.

Die Folgen für Arbeitsplätze und Wohlstand kann sich jeder selbst ausmalen.




Schätze heben mit Wasserstoff

In Reinform ist er in Verbindung mit der Luft hochexplosiv. Um diese Reinform herzustellen, um zum Beispiel den Wasserstoff aus Wasser zu lösen, sind sehr energieintensive Prozesse notwendig, die am Ende der Transformation Strom – Wasserstoff – Strom einen Energieverlust von etwa 75% aufweisen. Kurz:  Ich stecke 100% Strom hinein und bekomme 25% Strom heraus. Detailliert nachzulesen in oben verlinktem Aufsatz. Diese Transformation macht nur dann im Rahmen einer Energiewende Sinn, wenn Unmengen überschüssiger – grüner = CO2-freier – Strom zur Verfügung stünden. Das ist, auch wenn Herr Aiwanger etwas anderes behauptet, nicht der Fall. Mit den etwa  6,5 TWh mittels erneuerbarer Energieträger möglichen, dann abgeregeltem Strom (2019), ließe sich bei einem Gesamtbedarf von aktuell um die 600 TWh pro Jahr kaum eine  bundesdeutsche Wasserstoffwirtschaft aufbauen.  Also geht man hin und nimmt zum Beispiel den Strom eines Laufwasserkraftwerks. Dieser wird zur Wasserstoffherstellung verwendet. Schwupp – di – wupp, fertig ist der grüne Wasserstoff. Nein, ist er nicht. Denn der Strom des Wasserkraftwerks fehlt im allgemeinen Stromnetz und muss konventionell ersetzt werden. Das nennt man rechte Tasche, linke Tasche und gilt überall. Der angeblich grüne Wasserstoff ist immer Strom-Mix-Wasserstoff. Die 25% Strom, die am Ende übrigbleiben, sind Strom-Mix-Strom. Wie jeder Strom, der hergestellt wird. Der Strom-Mix in Deutschland liegt aktuell bei gut 53% erneuerbarer, 47% konventioneller Stromerzeugung. Was man dem Strom gleichwohl nicht ´ansieht`. Physikalisch ist Strom eben Strom. Ganz gleich, wie er erzeugt wird. Erst wenn Strom komplett = 100% mittels erneuerbarer Energieträger erzeugt worden wäre, erst dann wäre der über Bedarf erzeugte Strom grün. Jeder, der einen einigermaßen realistischen Blick für die Dinge hat, weiß, dass die andauernde 100 % Bedarfsdeckung mittels erneuerbarer Energieträger erzeugtem Strom nicht möglich sind. Das liegt allein schon in der Volatilität der Stromerzeugung und an den gewaltigen zukünftigen, zusätzlichen Strommengen, die im Rahmen der Sektorkopplung bereitgestellt werden müssen. Als Bundesregierung anzunehmen, dass im Jahr 2030 lediglich die gleichen Strommengen benötigt würden wie heute, ist Volksverdummung oder Naivität. Wahrscheinlich ist es eine Kombination aus beidem.

Zurück zum Wasserstoff. Da gibt es das sogenannte LOHC-Verfahren. Der Wasserstoff wird auf eine Trägerflüssigkeit gebracht und kann dann mit Tanklastern, Schiffen usw. problemlos transportiert werden. So gebunden verliert Wasserstoff seine Flüchtigkeit und Explosionskraft. Zurückverwandelt wird der Wasserstoff, wenn er gebraucht wird. Zum Beispiel, um in einer Brennstoffzelle zurück zu Strom gewandelt zu werden, der dann einen Elektromotor antreibt.  Neben dem bereits von Helmut Kuntz in seinem Artikel erwähnten Forschungs- und Technologiezentrum Westküste und anderen ist das Helmholtz-Institut in Erlangen, Ableger des Forschungszentrum Jülich, in Sachen Wasserstoff aktiv. Warum? Weil es sich immer wieder lohnt, Forschungsmittel abzugreifen. Forschungsmittel, die praktisch und faktisch eingedenk der unrentablen Herstellung von Wasserstoff herausgeworfenes Geld sind. Folgerichtig beantwortetet das Helmholtz-Institut in Erlangen trotz mehrmaliger Nachfrage eine Anfrage meinerseits, nach der Energie, die zur Realisierung des LOHC-Verfahrens eingesetzt werden muss, nicht. Das Aufsetzen und wieder herauslösen des bereits mit enormen Energieaufwand (s.o.) hergestellten Wasserstoffs verschlechtert die Energiebilanz ganz sicher nochmal. Als ich mich dann an den Leiter des Projektes wende, beantwortet  Prof. Wasserscheid, meine Frage, wieviel Energie es koste, den LOHC-Zwischenschritt durchzuführen, mit der Übersendung von 5 Fachaufsätzen, in ´denen alles drinstünde`. Ein m. E. vergiftetes Schreiben, mit dem sich der Herr Professor geschickt um die direkte und konkrete Beantwortung meiner Fragen drückt, wieviel Energie die Hydrierung/Dehydrierung per LOHC von Wasserstoff koste, und ob stark schwankender Strom zur Wasserstoffherstellung geeignet sei. Denn am Ende, so meine Vermutung, bliebe von der Menge des ursprünglich mühsam erzeugten Stromes (Anmerkung – eine Windkraftanlage, ein Windpark erzeugt im Schnitt etwa 22% onshore/37% offshore, gesamt also 25% Strom der insgesamt pro Jahr möglichen Strommenge, die durch die Nennleistung erzielbar wäre) und zur Wasserstoffherstellung eingesetzten Stroms wahrscheinlich nur sehr wenig (10%?), vielleicht sogar fast gar nichts übrig.

Das würde dann jedes noch so kluge Verfahren ad absurdum führen. Klug ist ´Wasserstoff-Forschung` – wie so viele ´Forschung` im Bereich Energiewende – nur in Sachen Gold- und Schatzsuche. Gold und Schätze liegen heutzutage in Form von Subventionen und Fördergeldern praktisch auf der Straße. Der Forscher muss sie nur heben. Ein Antrag mit der Darstellung der für die politischen Entscheider notwendigen Hoffnungspotentiale („Wir retten die Energiewende!“), und die Gelder fließen. Denn technisch lässt sich fast alles machen. Das LOHC-Verfahren ist schon recht lange bekannt. Prof. Wasserscheid und seine Mitstreiter verstehen es allerdings ausgezeichnet, LOHC in den Kontext Energiewende einzubauen. Damit wird er vermutlich sehr reicher Mann. Was ihm gegönnt sei. Aber: Er wird ein reicher Mann zu einem erheblichen Teil auf Kosten der Steuerzahler mit einem im Prinzip alten Hut, der niemals in großem Maßstab realisiert werden wird. Der Nutzen von Wasserstoff mit oder ohne LOHC ist durch den unter dem Strich insgesamt viel zu hohen Energiebedarf, vor allem aber wegen der nicht vorhandenen mittels erneuerbarer Energieträger erzeugten überschüssigen Energie, mehr als fragwürdig. Die Kosten für den Ausbau der Infrastruktur, und die am Ende dann doch zugrunde liegende fossile Basis der Trägersubstanz, der mögliche Ausstoß von Stickoxiden und anderen Schadstoffen bei der Verbrennung von Wasserstoff zum Beispiel direkt in einem Wasserstoffverbrennungsmotor plus weiterer Nachteile, verschärfen diese Fragwürdigkeit und lassen das Verfahren am Ende als Bestandteil einer überaus teuren, sehr aufwendigen und energieverschlingenden Luftnummer erscheinen. Von „Rettung der Energiewende“ kann überhaupt keine Rede sein.

Aachen, 13.10.2020




Reiner Unsinn: Es gibt kein wirtschaftliches Argument für die Umwandlung von Wind- oder Sonnenstrom in Wasserstoffgas

Der größte Teil des auf dem Markt verfügbaren Wasserstoffs (rund 95%) wird aus fossilen Brennstoffen durch Dampfreformierung oder partielle Oxidation der Methan- und Kohlevergasung hergestellt, wobei nur ein winziger Teil durch Biomassevergasung oder Elektrolyse von Wasser oder Solarthermochemie erzeugt wird.

Die Dampf-Methan-Reformierung, die derzeit führende Technologie zur Erzeugung von Wasserstoff in großen Mengen, extrahiert Wasserstoff aus Methan, letzteres üblicherweise in Form von Erdgas. Der Prozess setzt Kohlendioxid und Kohlenmonoxid in die Atmosphäre frei. Was natürlich nicht zum Klimakult passt.

Eine andere Methode zur Erzeugung von Wasserstoff ist die Elektrolyse, bei der enorme Mengen an Elektrizität zerkaut werden, die durch ein riesiges Wasservolumen geleitet wird, um die Wasserstoff- und Sauerstoffatome zu trennen. Das große Plus dieser Methode soll sein, dass [beim Gewinnen von Wasserstoffgas und auch dem späteren Verbrennen] kein Kohlendioxid freigesetzt wird.

Rendite Suchende für erneuerbare Energien, haben das Konzept der Erzeugung von Wasserstoffgas mithilfe von Wind und Sonne aufgegriffen, um nutzlosen, unvorhersehbaren und unzuverlässigen Strom in etwas umzuwandeln, das nach Bedarf genutzt werden kann. Anstatt vorher als etwas, das von den Launen der Mutter Natur abhängt.

Wenn die Erzeugung industrieller Wasserstoffmengen mit Elektrizität nur vage wirtschaftlich wäre, wäre [es schon längst gemacht worden …, wäre dann] Kohlekraft zu nutzen, der naheliegende Weg, als die billigste und zuverlässigste Stromquelle von allen, [auch deshalb, weil Australien über riesige Kohlenvorräte verfügt].

Aber das ist nicht der Sinn und Zweck des großen Wasserstoffschwindels. Hier geht es um Unternehmensgier und Rendite.

Die Regeln der Physik (nicht zuletzt die Thermodynamik) erzwingen, dass unabhängig von der Stromquelle mehr Energie verbraucht wird als jemals zuvor, wenn Elektrizität in Wasserstoffgas umgewandelt, gespeichert und wieder zu Wärme oder Strom gewandelt wird. Dies bedeutet, dass dies keinen Nettoenergievorteil zur Folge hat.

Die Speicherung und Verteilung von Wasserstoffgas ist nicht ohne Herausforderungen. Der Versuch, das Gas in großen Mengen einzudämmen, birgt die Gefahr von Explosionen im industriellen Maßstab, da es einen niedrigen Zündpunkt hat und leicht brennbar ist. [Aufgrund der kleinsten Moleküle,] neigt Wasserstoff dazu, selbst aus Stahltanks auszutreten [~ zu diffundieren]. Mehr als nur einige Anlagen und Wasserstoffspeicher  und Tankstellen  sind explodiert .

Viv Forbes weist auch darauf hin, dass der Wasserverbrauch dabei nicht unerheblich ist, insbesondere in Australien: dem trockensten Kontinent der Erde.

 

Nicht so grün
Saltbush Club
Viv Forbes
11. September 2020

Solarenergie ist sehr dünn, daher bedecken Solarkollektoren gewöhnlich große Freiflächen, stehlen Ackerland, lassen wilde Kräuter und Gräser nach Sonnenlicht hungern und schaffen „Sonnenwüsten“.

Windkraftanlagen beziehen Energie aus Winden, die häufig Feuchtigkeit aus dem Ozean bringen. Diese Wälle von Turbinen erzeugen dann Regenschatten, die mehr Regen in der Nähe der Turbinen und mehr Dürren nach dem Abwind erzeugen, damit erhöhen sie das Buschbrandrisiko. Am besten funktionieren die Windanlagen entlang der Gratlinien, wo auch Adler nach Thermik suchen.  Es ist kein Wunder, dass Vögel und Fledermäuse wie von wirbelnden Sensen zerhackt werden. WKA‘s nerven auch Mensch und Tier mit Lärm.

Offshore breiten sich Windanlagen wie eine Wand aus Türmen vor der Küste aus, so dass weniger Wind und Regen das Ufer erreichen. Das ist überhaupt nicht grün.

Dann haben wir auch noch die Biokraftstoffskandale. Dies ist eine von den Vereinten Nationen geförderte Dummheit, bei der Wälder in Amerika abgeholzt und über den Atlantik verschifft werden, um in einem britischen Kraftwerk zu verbrennen.  In Indonesien und Brasilien. werden einheimische Wälder gerodet, um Palmöl für Biodiesel anzubauen; und es werden Lebensmittelkörner destilliert, um Ethanolkraftstoff für Kraftfahrzeuge herzustellen. An nichts davon ist Grünes dran.

Jetzt wollen grüne Träumer unser kostbares Wasser nutzen, um Wasserstoff in einem Round-Robin-Elektrolyseprozess herzustellen, der weitaus mehr Energie verbraucht, als er jemals produzieren kann. [Ringversuch oder Ringvergleich bzw. Laborleistungstest  -englisch Round Robin Test / Proficiency Test]

Die Elektrolyse verbraucht neun Tonnen Wasser plus jede Menge Strom, um eine Tonne Wasserstoff zu gewinnen. Dieses aufbereitete Wasser wird erst zurückgewonnen, wenn der Wasserstoff verbrannt ist (im Gegensatz zu Wasser in Dampfturbinen, in denen das meiste Wasser wiederverwendet wird und ein Teil über Kühltürme in die Atmosphäre entweicht).

Wasserstoff ist ein niedrig-energie aber explosives Gas. [Hier ein Vergleich Heizwerte zu Benzin / Diesel].  Das Sammeln, Lagern und Exportieren wird ein gefährliches Geschäft sein und das Produzieren wird eine Unmenge australische Wasser- und Strommengen verbrauchen, um trendigen „grünen“ Kraftstoff für Asien zu erzeugen. Durch das Verbrennen dieses Kraftstoffs wird reines australisches Wasser in den diesigen asiatischen Himmel freigesetzt. Aber die australische Regierung finanziert Wasserstoffspekulationen mit 70 Millionen Dollar.

Grüne Energie ist nicht grün. Es hat enorme Kosten für seltene Metalle; es schafft Giftmüllprobleme; Sonnenkollektoren erzeugen Sonnenwüsten; Windflügel hacken Vögel und stehlen Wind und Regen aus dem Landesinneren; und jetzt wollen sie frisches Wasser und Energie stehlen, um energiesparenden explosiven Wasserstoff zu exportieren.

Im Gegensatz dazu ist Kohle fossiler Sonnenschein. Das Verbrennen setzt neue Energie für die Industrie frei und seine Verbrennungsprodukte bringen große Vorteile für die grüne Welt – Wasserdampf, Kohlendioxid-Pflanzennahrung und wertvolle pflanzliche Mikronährstoffe [und nicht zu vergessen Gips für die Bauindustrie].

Warum sollten wir unseren Sonnenschein, Wind und unser frisches Wasser über Wasserstoff exportieren und unseren reichlich vorhandenen fossilen Sonnenschein als „politisch gestrandetes Gut“ unter der Erde einsperren?

Alles das ist nicht grün – es ist grüne Dummheit.
Saltbush Club

https://stopthesethings.com/2020/10/01/pure-nonsense-no-economic-case-for-converting-wind-or-solar-power-to-hydrogen-gas/




Die „Nationale Wasserstoffstrategie“ soll u.a. die Energiewende retten, die Mobilität über Wasserstoff betreiben: eine quantitative Energiebetrachtung zu einer Wasserstoff- Illusion

Die Energiewende kann ohne Stromspeicher nicht funktionieren.
Nun scheitert mit der ausgerufenen H2-Technologie auch die letzte Hoffnung auf eine Lösung der Stromspeicherproblematik.
Das bedeutet nicht nur das Ende der Energiewende, es steht für die E-Mobilität auch kein CO2-freier Strom zur Verfügung, von der Rohstoffversorgung (Lithium, Cobalt) und dem Recycling abgesehen.
Aber auch die Umstellung der Verbrenner auf H2-Technologie führt zu einem unerträglichen Energieverbrauch.
Dennoch werden die Ökoideologen gegen alle Realitäten ihre seit Jahrzehnten propagierten Weltuntergangsszenarien weiter predigen, obwohl der Einfluss von CO2 auf das Klima marginal ist (die 2% Deutschlands am weltweiten CO2-Ausstoss ohnehin).
Ein Umlenken wird es erst nach den ohne Stromspeicher zwangsläufig auftretenden Stromstillständen mit Toten geben (siehe Australien).

 

Fazit

a)Leistungsaufwand Strom zur Lösung des Stromspeicherproblems über Wasserstoff

Um die Stromspeicherproblematik bei der Stromerzeugung mit Wasserstoff zu lösen, muss in 4 Stufen (Stromerzeugung über Wind+Sonne (Überschussstrom) – H2O-Elektrolyse – H2-Speicherung – H2-Verbrennung mit Rückverstromung) mit einem Gesamtwirkungsgrad von 40% (bewusst optimistisch angesetzt) spätestens in 2038 neben der normalen Stromleistung von etwa 69 Gigawatt (GW) die Leistung um 59 GW auf 128 GW angehoben werden mit einer erforderlichen täglichen Stromerzeugung von im Mittel 1660+1416 = 3078 GWh/Tag,  in 2050 auf insgesamt 69+75 = 144 GW bei einer Stromerzeugung von insgesamt 3460 GWh/Tag.

b) Leistungsaufwand Strom für die Umstellung der Verbrennungsmotoren auf Wasserstoff einschließlich des dabei anfallenden Stromspeicherproblems

Für die Umstellung der Verbrennungsmotoren auf H2-Technologie in 2050 – wenn man sich nach a) dieser Mühe noch unterzieht – muss im ersten Schritt Wasserstoff in 3 Stufen (Stromherstellung aus Wind+Sonne – H2O-Elektrolyse – H2-Speicherung) mit einem Gesamtwirkungsgrad von 63% hergestellt werden.
Ausgehend von einer täglichen Leistung von 38 GW und einer äquivalenten Stromerzeugung von 913 GWh/Tag für das Betreiben der Verbrennungsmotoren in Deutschland errechnet sich dann unter Berücksichtigung des genannten Wirkungsgrades eine erforderliche Stromleistung von 60 GW bei einer Stromerzeugung von 1440 GWh/Tag.
Aber bei der Stromerzeugung über Wind+Sonne ist auch hier durch ihre Fluktuation eine Stromspeicherung erforderlich, d.h. es muss abermals das bereits zitierte 4-Stufen-Verfahren bis zur H2-Verbrennung mit Rückverstromung mit einem Wirkungsgrad von 40% angewandt werden.
Das erforderliche Speichervolumen errechnet sich zu 30 GW, multipliziert mit dem bekannten Wirkungsgrad von 40% ergibt eine Leistungsanforderung  von 75 GW mit einer Stromerzeugung in 2050 von 1800 GWh/Tag für die Lösung des Speicherproblems bei der Umstellung von Verbrennern auf H2-Technologie.
Alleine für die Umstellung von Verbrennungsmotoren auf H2-Technologie ist dann eine Stromleistung von insgesamt
60+75 = 135 GW bei einer Stromerzeugung von 1440+1800=3240 GWh/Tag erforderlich.

c)    Summe a)+b)

Insgesamt wäre dann für die Lösung der Speicherproblematik bei der Stromerzeugung sowie für die Umstellung der Verbrenner auf H2-Technologie in 2050
– eine Stromleistung von 144+135 = 279 GW sowie
– eine Stromerzeugung von 3460+ 3240 = 6700 GWh/Tag erforderlich

Fazit:  Ein Energie-Irrsinn ungeahnten Ausmaßes, obwohl die Wirkungsgrade optimistisch angesetzt wurden.
Wie schrieb das BMWi im Juni 2020: „Der Stoff hat das Zeug zu einem Hollywoodstreifen“.

  1. Einleitung und Aufgabenstellung

„In der Klimadebatte haben wir den Wandel von prominenten Wissenschaftlern zu Hohepriestern erlebt“ (Thea Dorn (1)) mit dem Ergebnis einer nicht funktionierenden Energiewende in Deutschland, da Wind und Sonne nicht gewillt sind, den erforderlichen Strom zu liefern.
Diese nicht funktionierende Energiewende sollte zunächst für eine Kugel Eis zu haben sein (Trittin), am Ende wiesen die letzten Kostenbetrachtungen Beträge von bis 6-7 Billionen € für die Sektorkopplung aus. (2-5)
Nun soll eine Wasserstoffstrategie her, u.a. um das ungelöste Problem der Energiewende – die Stromspeicherproblematik – zu lösen.
Insgesamt fördert der Bund die Wasserstofftechnologie über das neue Konjunkturprogramm mit 9 Milliarden €.
Ziele der neuen Wasserstofftechnologie sind u.a.:
1. Das Problem der Stromspeicherung zu lösen
2. Als Ersatz für fossile Gase
3. Wasserstoff soll in der Industrie, im Verkehr, in Gebäuden und in der Stromerzeugung genutzt werden mit dem Ziel der Klimaneutralität in 2050
4. Anstreben der Weltmarktführerschaft in der H2-Technologie

Bis 2030 sollen 5 GW als „grüne“ Strommenge (durch H2O-Elektrolyse mit Hilfe von Wind und Sonne – Überschussstrom) erzeugt werden. Insgesamt erwartet die Regierung bis 2030 einen Wasserstoffbedarf von bis zu 110 TWh. Eine fehlende Differenz soll entweder importiert oder aus „nicht grünem“ Quellen gewonnen werden wie „blauem“ Wasserstoff aus Erdgas und „türkisem“ Wasserstoff aus Methan.
Nun wird auch die EU aktiv. Bis 2030 sollen in ganz Europa 13-15 Milliarden € in die Herstellung von H2 investiert werden, außerdem 50-100 Milliarden in die entsprechenden Wind- und Solarkapazitäten. Ziel ist der flächendeckende Einsatz von Wasserstoff mit der Klimaneutralität in 2050.

Viele Studien des BDI, der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften (Acatech) oder der Deutschen Energieagentur (Dena) kommen zu dem Ergebnis, dass Klimaneutralität in 2050 nur mit Wasserstoff erreicht werden kann.

In einer früheren Arbeit war herausgestellt worden, dass bis zum Kohleausstieg in 2038 bzw. der Klimaneutralität in 2050 weder die erforderliche Stromspeicherkapazität beigestellt noch die hohen stündlichen Stromschwankungen über Gaskraftwerke ausgeglichen werden können. (6)

Im Folgenden sollen daher quantitative Energiebetrachtungen durchgeführt werden
a) für die Lösung der Stromspeicherproblematik durch den Einsatz von Wasserstoff bis zur ausschließlichen Stromerzeugung über die alternativen Energien in 2050
b) für die Umstellung aller Verbrennungsmotoren auf die Wasserstofftechnologie bis zur ausschließlichen Stromerzeugung über die alternativen Energien in 2050.

Sicherheitsfragen zur Handhabung des Wasserstoffes durch den hohen Zündbereich, die hohe Flammgeschwindigkeit und die hohe Detonationskraft werden nicht behandelt.
Neben dem CO2-Ausstoß über Industrie, Gebäude, etc. sind die hier behandelten Sektoren Energiewirtschaft (Stromerzeugung) und Verkehr mit über 50% die höchsten CO2-Emittenten (Bild 1). (6)

Bild 1: Entwicklung der CO2-Emissionen nach Kategorien

Das nationale Treibhausminderungsziel von mindestens 65% bis 2030 (Beschluss am 03.07.2020) und das Bekenntnis der Bundesregierung auf dem UN-Klimagipfel vom Herbst 2019, Treibhausneutralität bis 2050 zu verfolgen, ist Ziel der begonnenen H2-Technologie.

  1. Berechnung des Energie- und Wasserstoffverbrauches für die Lösung des Stromspeicherproblems bis zur ausschließlichen Stromerzeugung über alternative Energien in 2050

Um den Wasserstoffverbrauch bis 2050 für die zwingend erforderliche Stromspeicherung berechnen zu können, wurde von den vorläufigen Verbrauchskennzahlen in 2019 nach AGEB ausgegangen und die mit fallender Stromerzeugung über Kohle und der erforderlichen zunehmenden Stromerzeugung über die alternativen Energien bis 2038 die Zunahme der notwendigen Stromspeicherkapazität errechnet – das gleiche gilt im zeitlichen Anschluss für die Herausnahme der fossilen Gase von 2038 bis 2050: Tafel 1; Bild 2. (vgl. auch (7))

Tafel 1

Dabei wird von einer gleichbleibenden Stromerzeugung von 606 TWh entsprechend 69,1 GW bis 2050 ausgegangen – einschließlich Exportüberschuss -, auch wenn weltweit bis 2040 von einer Steigerung des Energiebedarfes von 25% ausgegangen wird. Der Stromimportsaldo wurde nicht berücksichtigt.

Bild 2:  Stromerzeugungskapazitäten der verschiedenen Stromerzeuger 2019 bis 2050 (7)

In Bild 2 wird über den nicht fluktuierenden erneuerbaren Energien einschließlich der „Sonstigen“ zunächst die Stromerzeugungskapazität über Erdgas und Öl zuerst bis 2038 als konstant, um von 2038 bis 2050 im Sinne der ausgeglichenen CO2-Bilanz gegen Null angesetzt.

Darüber zeigt Bild 2 die Stromerzeugung über Kernkraft und Kohle, bis schließlich Wind und Sonne die in 2038 erforderliche Leistung (einschließlich der erforderlichen Stromspeicher) bis 69,1 GW abdecken, wobei gleichzeitig das Ausmaß der Fluktuation von Wind und Sonne sichtbar wird.
Für die Berechnung der zu installierenden Wind- und Solaranlagen wird von einem Nutzungsgrad von Wind+Sonne von 2019 ausgegangen: 17,6%.
Der Anteil der erneuerbaren Energien liegt in 2019 bei 38,8%.

Aus den Angaben zum Kohleausstieg ergibt sich ein Kapazitätsabbau der sicheren Stromerzeuger einschließlich der Herausnahme der Kernkraft  in 2022 wie folgt: KKW -8,1 GW, BKK -2,8 GW, SKK -1,3 GW (Linearität unterstellt), zusammen rd. 12 GW (Bild 2).
Für die Berechnung der Stromspeicherkapazität muss immer wieder herausgestellt werden, dass die mittlere Stromleistung von 69,1 GW nur aufrecht erhalten werden kann, wenn der oberhalb dieses Mittelwertes anfallende Strom aus Wind+Sonne gespeichert und bei Stromleistungen über Wind+Sonne unterhalb dieses Mittelwertes wieder eingespeist werden kann. (Bild 2)
So müssen z.B. in 2038 durch die fluktuierende Stromerzeugung über Wind+Sonne der zwischen 291 GW und 69,1 GW anfallende Strom in Stromspeichern gesammelt werden, um ihn bei nicht ausreichender Stromleistung zwischen 22 GW und 69,1 GW wieder einzuspeisen.
Die dann erforderliche Speicherleistung liegt dann nach Bild 2
– in 2038 bei    (69,1-22)/2 = 23,6 GW entsprechend 567 GWh/Tag bei einer täglichen Erzeugung von 1660 GWh
– in 2050 bei    (69.1-10)/2 =  30 GW entsprechend 720 GWh/Tag
– bei möglichen täglichen Spitzenleistungen von 80 GW sogar bei 35 GW (vgl. auch (7)).

Ein Ziel der H2-Technologie ist es, die ausgewiesene erforderliche Stromspeicherleistung über Wasserstoff dergestalt zu decken, dass der über der mittleren Stromleistung von 69,1 GW anfallende Strom aus Wind+Sonne (Überschussstrom) in Wasserstoff umgewandelt wird, um ihn dann wieder zur Deckung der noch ungelössten Speicherproblematik in Strom umzusetzen.

Nun sollen nach dem Konzept der „Nationalen Wasserstoffstrategie“ über die Herstellung von „grünem“ Strom aus Wind+Sonne die zitierten mittleren
–  23,6 GW  bzw. 567 GWh/Tag   in 2038  und
– 30 GW  bzw. 720 GWh/Tag    in 2050
über „grünen“ Wasserstoff nach der H2O-Elektrolyse abgedeckt werden.

Der Energieaufwand für die Wasserelektrolyse ist gewaltig.
Geht man von den thermodynamischen Daten der Wasserspaltung aus nach
H2O = H2+ 1/2 O2       -57810 kcal/kmol
errechnet sich für die Herstellung von einem Nm3 H2 ein Energieverbrauch von 3 KWh bzw. ein Energieverbrauch für
1 kg H2  von 33 KWh.
Da der energetische Wirkungsgrad der Wasserelektrolyse bei etwa 70% und niedriger liegt, kann bei positiver Betrachtung von einem Energieverbrauch für die Herstellung von
1 kg H2 von etwa 47 KWh
ausgegangen werden.

4-Stufen-Plan zur Erzeugung von H2 mit anschließender Verstromung für die Lösung des Speicherproblems

Der notwendige Verfahrensweg der Stromherstellung über Wind und Sonne (Überschussstrom) über die H2O-Elektrolyse, die H2-Speicherung  bis zur H2-Verbrennung mit Rückverstromung sieht wie folgt aus:

–  Stufe 1: Stromerzeugung über Wind und Sonne (aus Überschussstrom)
– Stufe 2: H2O-Elektrolyse mit Wirkungsgrad 70%
– Stufe 3: H2-Speicherung in einem Netz mit Verlusten von 10%. Im
Erdgasnetz sind nur etwa 10% H2 zulässig.
– Stufe 4: H2-Verbrennung mit Rückverstromung, Wirkungsgrad 60%

Damit sind die aus dem Schrifttum bekannten Wirkungsgrade bewusst günstig angesetzt.
Bei den angesetzten Wirkungsgraden ergeben sich folgende Verluste:

– Stufe 2:   33/0,7 = 47 KWh/kg H2
– Stufe 3:   1×0,9 = 0,9 kg H2. Bedeutung für Stufe 2: 47/0,9 = 52 KWh/kg H2
– Stufe 4:   52 KWh/kg H2/0,6 = 87 KWh/kg H2

Wirkungsgrad der Stufen 1-4 damit:   33/87 bzw. 40 %
Laut einer Studie der Ludwig- Bölkow-Systemtechnik liegt der Wirkungsgrad dieses Verfahrensweges  bei 30-40%.
Bei dieser Betrachtung wurde nicht berücksichtigt, dass bei den ständigen Schwankungen der Stromerzeugung über Wind+Sonne zwischen praktisch null GWh (nachts bei Windstille) und der Stromerzeugung nahe der installierten Leistung immer wieder Leistungen abgeregelt werden müssen.
Diese Aussage hat umso mehr Gewicht, weil bereits bei den Wind- und Solarerzeugungsverhältnissen in 2019 die stündlichen Stromschwankungen bereits Werte  bis +/- 8 GW annehmen, in 2038 sogar bis +/- 22 GW je Stunde, die zwangsläufig abgeregelt werden müssen. (vgl. (7))

Diese Verlustbetrachtungen für dieses 4-Stufen-Verfahren von 40% bedeuten für die Berechnung der Energieaufwendungen für die Lösung des Stromspeicherproblems (immer auf Mittelwerte bezogen):

  • in 2038: Zunahme von 567 GWh/Tag bzw. 23,6 GW auf 1418 GWh/Tag mit 59 GW
  • in 2050: Zunahme von 720 GWh/Tag bzw. 30 GW auf 1800 GWh/Tag mit 75 GW

Das bedeutet für die zu erbringende Leistung der Wind- und Solaranlagen (gleiches Verhältnis wie 2019 unterstellt):

– in 2038: Zunahme von 47,3 GW (Tafel 1) + 59 GW  = 109 GW
– in 2050: Zunahme von 58,3 GW (Tafel 1)  + 75 GW  = 133 GW       (Bild 3)

Damit steigt die zu erzeugende tägliche Strommenge in 2050 auf
1660 GWh/Tag  +  1800 GWh/ Tag   auf 3460 GWh/Tag  –
ein nicht zu überbietender Wasserstoff-Albtraum, ohne auf all die damit verknüpften Probleme (z.B. Stromnetz) eingehen zu wollen.

Der Plan der „H2-Strategie“ sieht vor, in 2030  5 GW „grünen“ Strom anzubieten. Aus Bild 2 wird deutlich, dass bereits in 2030 alleine eine Stromspeicherung über „grünen“ Wasserstoff von über 20 GW von Nöten wären zur Lösung des Speicherproblems.


Bild 3:
Aufzubringende Stromleistung über Wasserstoff zur Lösung des Speicherproblems bei der Stromerzeugung sowie der Umstellung der Verbrenner auf H2-Technologie.

 

  1. Berechnung des Energieverbrauches für die Umstellung von Verbrennungsmotoren auf Wasserstofftechnologie

Unterzieht man sich nach diesen Ausführungen dennoch der Mühe, eine quantitative Energiebetrachtung der Umstellung von Verbrennungsmotoren auf H2-Technologie anzustellen, so wird das Unternehmen H2-Technologie noch abenteuerlicher:
In einer früheren Arbeit (8) war die zu erbringende Stromerzeugung bei einer Umstellung von 45 Mio. Verbrennungsmotoren für PKW sowie diversen Nutzfahrzeugen und Bussen errechnet worden: 337 000 GWh/a bei einer gleichmäßigen Aufladung über 24 Stunden entsprechend 38 GW im Jahre 2050.
Der Hype der Umstellung von Verbrennungsmotoren auf E-Mobilität fußte auf der Vorstellung, dass
a) die Energiewende funktioniert und der Strom ausschließlich über regenerative Energien CO2-frei bei einem gelösten Speicherproblem hergestellt werden kann
b) die Anforderungen an den überhöhten Abbau des CO2-Ausstoßes über Verbrennungsmotoren je Flotte nur mit einem hohen Anteil an E-Autos erfüllt werden können.
Aber der Hype um die E-Mobilität lässt nach, da
a) CO2-freier Strom über die Energiewende ohne die genannten Stromspeicher nicht erzeugt werden kann
b) nach den zuletzt veröffentlichen Studien der „CO2-Rucksack“, der bei der Batterieherstellung anfällt, erst nach einer Fahrleistung von 219 000 km ein elektrisches Auto der Golfklasse ein entsprechendes Auto mit Dieselmotor im Hinblick auf seinen CO2-Ausstoß schlägt. Die durchschnittliche Lebenserwartung eines PKW liegt in Deutschland bei 180 000 km. (vgl. auch FAZ, 10.01.2020)
c) die Versorgung der Batterien mit Lithium, Cobalt, etc. einschließlich der Entsorgung der Batterien mit unübersehbaren Problemen behaftet ist.

Nun soll nach dem Konzept der „Nationalen Wasserstoffstrategie“ u.a. auch der Verkehr in die H2-Technologie einbezogen werden. Es gilt dann in 2050:

337 000 GWh/a    entsprechen 913 GWh/Tag (38 GW)

3-Stufen-Erzeugung von Wasserstoff für die Umstellung der Verbrenner auf Wasserstoff

Wie bereits in Kapitel 2 ausgeführt, müssen in den ersten 3 Stufen 52 KWh je kg H2 aufgebracht werden, was einem Wirkungsgrad von 33/52 bzw. 63% entspricht.
Das bedeutet, dass täglich anstelle von 913 GWh/Tag (38 GW)      1440 GWh/ Tag (60 GW) aufgebracht werden müssen. (Bild 3)

4-Stufen- Erzeugung von Wasserstoff für die Lösung des Speicherproblems bei der Umstellung von Verbrennern auf Wasserstoff

Bei der Stromerzeugung ausschließlich über Wind+Sonne  wird naturgemäß erneut durch die Fluktuation von Wind+Sonne eine Stromspeicherung erforderlich.
Da dieser Verfahrensschritt bis zur Rückverstromung des Wasserstoffes zum Ausgleich der Stromspeicher erfolgen muss, gilt auch hier die 4-Stufen- Erzeugung:
–  in 2050 müssen dann 60/2 = 30 GW gespeichert werden, für die
– 75 GW bereitgestellt werden müssen entsprechend einer Stromerzeugung von 1800 GWh/Tag  (Bild 3).

Damit ist in 2050 für die Umstellung der Verbrenner auf H2-Technologie ausschließlich über Wind+Sonne insgesamt folgende Leistung erforderlich:

  • H2-Technologie                                                            60 GW
  • Abdeckung Leistung für Stromspeicher               75 GW
                                                Summe                              135 GW

–    mit einer erforderlichen Stromerzeugung von 3240 GWh/Tag (Bild 3).

Insgesamt in 2050 erforderliche Installation an Wind -und Solaranlagen zur Lösung des Speicherproblems bei der Stromerzeugung und bei Umstellung der Verbrenner auf H2-Technologie

GW                 GW inst.                GWh/Tag

– Stromerzeugung
aus Wind+Sonne                  58,3(Tafel1)   331 (Tafel 1)           1400
– Stromspeicherung H2      75                    426                          1800
– Umstellung Verbrenner    60                    340                          1440
– Ausgleich Stromspeicher
bei Umstellung
auf Verbrenner                       75                    426                           1800

– Summe                                 268                1523                          6440

 

Aus 58,3 GW Stromleistung über Wind+Sonne in 2019 werden 268 GW in 2050 (Nutzungsgrad 17,6% – Kapitel 2), aus 331 GW zu installierende Wind-+Solaranlagen in 2019 werden 1523 GW, aus 1400 GWh/Tag werden 6440 GWh/Tag – ein Energie-Irrsinn.

Flächenbedarf

Die Installation von 1523 GW über Wind- und Solaranlagen erfordert die Belegung einer nicht unerheblichen Fläche.
Setzt man den Flächenbedarf einer 3 MW- Windanlage mit nur 0,1 km2 an und das Verhältnis von Wind- und Solarleistung mit 73:27 an (Tafel 1), so ergibt sich ein Flächenbedarf von
1523 x 0,73 x 0,1/3  = 37 000 km2,
ohne die Fläche der Solaranlagen, die mit 10 km2/ GW angegeben werden.
Die Fläche Deutschlands beträgt 357 000 km2, davon 182 000 km2 Landwirtschaft, 111 000 km2 Wald, 50 000 km2 Siedlung und Verkehrsfläche, etc.  – wo auch immer die Windräder stehen sollen.

 

  1. Schlussbetrachtung

Nicht unerwähnt soll die mögliche Weiterverarbeitung des Wasserstoffes zu Methan nach dem Power-to-Gas-Verfahren bleiben, den sog. E-Fuels. Schließlich läge der Vorteil in der Nutzung der bestehenden Infrastruktur (Fahrzeuge, Tankstellen, Erdgasnetz, etc.).
Der unüberbrückbare Nachteil dieses Verfahrens liegt jedoch bei einem hoffnungslosen Wirkungsgrad in der Größenordnung von deutlich unter 30%.
Hinzu kommt, dass bei der bisherigen Betrachtung von durchschnittlichen täglichen Kennzahlen in 2019 bzw. in 2050 ausgegangen wird. Es können jedoch im Winter sog. Windflauten von z.B. 14 Tagen auftreten, in denen praktisch weder Wind noch Sonne Strom erzeugen können.
Um derartige Zeiträume zu überbrücken, müssten gigantische Kapazitäten an H2-Speichern geschaffen werden mit gigantischen Verlusten und Kosten.
Im Übrigen gelten die hier durchgeführten Betrachtungen nur für die Sektoren Stromerzeugung und Verkehr, die nur für etwas mehr als 50% des CO2-Ausstosses verantwortlich zeichnen. (vgl. Bild 1)
Nun hat das Kabinett zusammen mit der Industrie am 15.07.2020 das „Handlungskonzept Stahl“ beschlossen, die Herstellung von „grünem“ Stahl.
Die Stahlkocher stehen für ein Drittel aller Treibhausgasemissionen der deutschen Industrie.
Nun sollen die Anlagen für die Stahlerzeugung von Kokskohle auf CO2-frei produzierten Wasserstoff umgerüstet werden, also auf „grünen“ Wasserstoff.
Industrievertreter veranschlagen Investitionen von 30 Milliarden €, davon 10 Milliarden € bis 2020.
Für die Umstellung auf „grünen“ Stahl ebenso wie die Umstellung der Chemieindustrie , etc. auf eine „grüne“ Produktion sind große Bedenken für die aufzubringende Energie angebracht. Der hier optimistisch angesetzte Wirkungsgrad von 63% für die Herstellung des Wasserstoffes bzw. der Energieverlust von mindestens 37% stellt gemessen am Einsatz des Kohlenstoffes vor allem im Stahlbereich eine hoffnungslose Belastung dar, von den verfahrenstechnischen Schwierigkeiten abgesehen.
Im Übrigen schätzt der Branchenverband VCI, dass sich der Strombedarf der chemischen Industrie von Mitte der 2030er Jahre an auf 628 Terawattstunden mehr als verzehnfachen würde, das wäre mehr als die gesamte Stromproduktion in Deutschland im Jahre 2018 (9), ein weiteres hoffnungsloses Unterfangen für den Ausbau der alternativen Energien oder gar die Wasserstofftechnologie.

Nun scheitert der letzte Anker zur Rettung der Energiewende durch die ausgerufene H2-Strategie hoffnungslos.
Summiert man all die deutschen ideologischen Vorstellungen der letzten Jahrjahrzehnte wie die Vorstellung vom Weltuntergang durch höhere CO2-Gehalte in der Atmosphäre, die daraus resultierende, auf der Welt einzigartige Energiewende bis hin zur Rettung der Energiewende durch die nun ausgerufene H2-Strategie, so scheint der letzte Schritt für das Ende der Erfolgsgeschichte der deutschen Industrie nun eingeläutet zu sein.
Schließlich werden Realitäten in Deutschland durch eine weitgehende grün-rote Ideologie in fast allen Parteien verdrängt, unterstützt von den Nutznießern dieser ideologischen Vorstellungen bis hin zu den Klimawissenschaftlern, die zu diesem geistigen Fundament massiv beigetragen haben.
Die deutsche Intelligenz schaut ohne Gegenwehr zu, wie Ökoideologen mit jahrelanger Propaganda den Weltuntergang durch CO2 zur Meinungshoheit hochstilisiert haben, was letztlich in dem hier beschriebenen Energie- Irrsinn mündete.
Wie schrieb kürzlich Frau Thea Dorn (1) über diese Klimawissenschaftler: „ Nicht predigen sollt ihr, sondern forschen“.

  1. Quellen
    „Zeit“, 24/2020
    2. Düsseldorfer Institut für Wettbewerbsökonomik: vgl. M. Limburg: EIKE, 10.10.2016
    3. Wissenschaftsakademien Leopoldina, Acatech und Union. FAZ 15.11.2017
    4. Wissenschaftsakademien Leopoldina, Acatech und Union: Rechnungen zur Sektorkopplung
    5. Beppler, E.: „Bevor der Planet kollabiert, versinkt Deutschland in Stromausfällen“, EIKE,23.08.2019
    6. Umweltbundesamt
    7. Beppler, E.: „Der industrielle Niedergang Deutschlands wird nun durch den Beschluss des Bundestages zum Kohleausstieg besiegelt, obwohl die Wirkung von CO2 auf den sog. Treibhauseffekt marginal ist“; EIKE,26.03.2020
    8. Beppler, E.: „Der Kohleausstieg ist im Sinne einer Absenkung des CO2-Ausstosses ein Flop – und nun wird auch noch der Hype um die E-Mobilität zum Flop – quo vadis Industrieland Deutschland“; EIKE, 06.05.2019
    9. FAZ, 21.07.2020



Strom-Wasserstoff­umwandlung macht u.a. dann Sinn, wenn es darum geht, sehr teuren Strom zu erzeugen …

Nach 20 Jahren EEG fällt unserer Politik eine Lösung ein, die allerdings erst noch entwickelt werden muss

Deutschland fährt mit dem EEG sein Stromversorgungssystem erkennbar konsequent an die Wand. Die Abschaltung der Grundlastkraftwerke ist beschlossen, wie solche dann aber bereitgestellt werden soll, ist nicht bekannt. Man erkennt, dass die von der (angeblichen) „Energiefachfrau“ C. Kemfert propagierte Lösung: Wir brauchen gar keine Grundlast, denn „intelligente Netze“ lösen das Problem, zwar hilft, die „Intelligenz“ aber darin besteht: Ist kein Strom da, gibt es eben auch keinen. Und wer dann doch einen will, hat dafür hohe Kosten zu bezahlen, besser, den benötigten vorsorglich selbst zu speichern. Richtig „intelligent“ wird dann nur die konsequente Auflistung und Abrechnung der Zusatzkosten.

Irgendwie scheint man das den Bürgern (noch) nicht als die grandiose Lösung (un)intelligenter Politik zumuten zu wollen. Dafür gibt es doch noch zu viele nicht-GRÜN Wähler.
Obwohl unsere Versorger kein Problem damit haben, diese „intelligente“ Mangelverwaltung ihren Kunden als Zukunftslösung bereits anzupreisen und Vertriebsfirmen dazu gründen:
EIKE 18.05.2017: [13]Rechnerisch lohnt sich die solare Eigenversorgung nicht – so lange unser Versorgungsnetz stabil ist. Doch das wird sich ja ändern

Könnte die ehemalige DDR das Strategie-Vorbild sein?

Nun haben solche, auf stetigem Mangel basierenden Versorgungsmodelle in der ehemaligen DDR gut funktioniert, zumindest bis zu dem Zeitpunkt, als es zu vielen Bürgern dann doch „auf den Keks“ ging. Das lag aber nach heutiger Lesart nicht am Lösungssystem, sondern an der damals noch fehlenden „Intelligenz“. „Intelligent“ Mangel zu haben, ist deshalb die politisch gewollte Zukunftslösung.
Unsere unfehlbare Kanzlerin wurde in und mit einem solchen System sozialisiert. Ein Gedanke drängt sich deshalb auf: Hat sie das Ziel, nun ganz Deutschland in solche – für sie aufgrund ihrer dortigen Sozialisierung „heimelige“ – Verhältnisse zu bringen?

Herr Thomas Kreuzer von der CSU erzählte es etwas höflicher ausgedrückt im BR24 Sonntagsgespräch [8] [9]. „Kompetent“, wie unsere Politiker heutzutage durchgängig sind, konnte er allerdings einige der gelisteten Probleme verneinen, weil er die sicher greifende Lösung wusste: Man muss nur noch die erforderliche Technik entwickeln:
Thomas Kreuzer: [8]Wir müssen also … die Maßnahmen so wählen, dass wir Erfolg haben, und dies ist meines Erachtens nur durch einen Durchbruch in der Technik möglich. Und wenn es nicht gelingt, Energie zu speichern, was wir im Moment nicht können … zum Beispiel mit Wasserstoff, dann wird es ganz, ganz schwierig, die Ziele zu erreichen …

Eine seit über 30 Jahren nicht in die Gänge gekommene Technologie wird es nun richten

Nun ist die Wasserstofftechnologie schon „uralt“ und an der Brennstoffzellentechnologie wird seit mindestens 30 Jahren entwickelt. Und diese letzten Dreißig Jahre hat es erkennbar keinen Durchbruch gegeben.

Geradezu ein Veteran ist dieser Technologie ist die Firma Ballard Power. Auch damals geschah etwas Ähnliches – und scheiterte gnadenlos. Der Aktienkurs erzählt lückenlos diese Geschichte, deren Wiederholung nun ansteht:

Bild 1 Kurs Ballard Power seit Beginn des ersten Brennstoffzellenbooms Ende des letzten Jahrhunderts

Aber Politiker wissen inzwischen: Probleme liegen grundsätzlich nur daran, dass nicht genügend Geld ausgegeben wurde.
Also wurde der sichere Kardinalfehler behoben und den Versprechern der endlich richtigen Lösung Geld in Hülle und Fülle locker gemacht.

Damit soll die doch plausible Rechnung gelingen: Wenn eine weibliche Person 9 Monate benötigt, um ein Kind zu gebären, brauchen 9 weibliche Personen nur noch einen Monat (genau das umzusetzen, probiert die EU schon mal unter der Ärztin v. d. Leyen mit ihrer Corona-Impfstoffkampagne). Bei der Wasserstoffstrategie hat diese einfache Divisionsrechnung noch einen zusätzlichen Haken: Das verfügbare (Technologie-)„Sperma“ weist unglaubliche Mängel auf, die – um es mit einem Vergleich zu sagen – mit Sicherheit zu einer Problemschwangerschaft und Geburt eines*r stark bis schwerst-Behinderten führen.

Aiwanger präsentiert eierlegende Wollmilchsau [6]

In einem Video informierte Wirtschaftsminister Aiwanger in seiner unnachahmlichen Art und niederbayerischen Präzision über die neue, bayerische Wasserstoffstrategie:
H. Aiwanger ab 00:44: Russland würde uns Wasserstoff in beliebigen Mengen zu günstigen Preisen liefern können. Wir denken an Nordafrika. Es kann Marokko sein. Und es sind große, internationale Herkünfte von Australien bis Chile in der Debatte.

Bild 2 BR24 Video vom 29.05.2020, Vorstellung der Bayerischen Wasserstoffstrategie. YouTube Link

Während sonst alles Mögliche nun verstärkt lokal erzeugt werden soll, bis herunter zur Virus-Schutzmaske, ist es nun besonders strategisch, mit das Wichtigste, was ein Technologieland benötigt: Seine Energie, auszulagern und rund um die Welt – mit Schwerpunkt Afrika (lt. Entwicklungsminister Müller) – einzukaufen und dazu über weiteste Strecken zu transportieren.

Natürlich macht Bayern eine solch geradezu idiotische Strategie (rein persönliche, unbelegte Meinung des Autors, die niemand teilen muss) nicht alleine.
Im Kern ist es ein Strategiethema des Bundes. Und dort sind diesmal nicht nur die Vorreiter (besonders höflich ausgedrückt) an selten(st) erkennbarer Kompetenz aber absoluter, bedingungsloser Merkelhörigkeit, Frau S. Schulze und P. Altmaier beteiligt, auch unser sonst eher glücklose CSU-Entwicklungsminister ist dabei. Und wenn Herr Dr. Müller eine seiner ausgefeilten Strategien angekündigt hat, kommt immer irgendwann in irgendeiner Zukunft der sichere Durchbruch. Zumindest das Geld dafür ist mit Sicherheit ausgegeben (und oft in erheblichem Maß auf speziellen Konten gelandet).
IWR.de 10.06.2020: [10] Bundesregierung verabschiedet Nationale Wasserstoffstrategie
Berlin – Das Bundeskabinett hat heute (10.06.2020) die lange erwartete Nationale Wasserstoffstrategie beschlossen. Wasserstoff soll künftig entscheidend zur Dekarbonisierung wichtiger deutscher Industriebranchen sowie des Verkehrssektors beitragen.
… Die jetzt verabschiedete Wasserstoffstrategie soll nach dem Wunsch der Bundesregierung die Weichen dafür stellen, dass Deutschland bei Wasserstofftechnologien die Nummer 1 in der Welt wird. Dazu sollen die Potenziale für Wertschöpfung, Beschäftigung und den Klimaschutz möglichst schnell erschlossen und genutzt werden. „Denn Wasserstoff wird ein Schlüsselrohstoff für eine erfolgreiche Energiewende sein“, so Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier nach dem Kabinettsbeschluss. Er werde als Energieträger der Zukunft sowohl in Deutschland als auch weltweit einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Klimaziele leisten. Dabei wolle Deutschland eine Vorreiterrolle einnehmen, wie vor 20 Jahren bei erneuerbarer Energien.
… „Grüner Wasserstoff und seine Folgeprodukte wie Methanol können das saubere Öl von morgen werden“, so die Einschätzung von Bundesentwicklungsminister Dr. Gerd Müller. Müller betont, dass in diesem Zusammenhang vor allem Länder in Nordafrika aufgrund des hohen Solarpotenzials als geeignete Produktionsstandorte für grünen Wasserstoff in Frage kommen. Gemeinsam mit Marokko werde jetzt die erste industrielle Anlage für Grünen Wasserstoff in Afrika entwickelt. „Damit schaffen wir dort Arbeitsplätze für die vielen jungen Menschen, stärken die Technologieführerschaft in Deutschland und helfen, die internationalen Klimaziele wirksam zu erreichen“, so Müller weiter.

Tritt Wirtschaftsminister Aiwanger in die Fußstapfen von F. J. Strauß und Bayern wird ein weltweiter Technologieführer?

Manche können sich noch erinnern: Der ehemalige, Bayerische Ministerpräsident F. J. Strauß machte aus einem bettelarmen Agrarstaat durch Konzentration auf die damals völlig neuen Technologien Elektronik (und moderne Militärtechnik) ein Erfolgsmodell, das man heute (noch) sehen und auch (noch) vorzeigen kann. Dies gelang ihm damals auch, weil die reichen Montanländer viel zu „satt“ und stolz waren, sich für solche Technologie zu interessieren.

Scheinbar besteht eine solche Konstellation heute wieder im Land. Tesla baut seine alles andere vernichtende Innovation Elektroauto im Osten und die parallel laufende Solarstrategie wird bald flächendeckend viele Handwerksbetriebe und Installateure beschäftigen … Da hat niemand mehr Zeit und Ressourcen für Wasserstoff.

Eine geradezu ideale – in der Geschichte so seltene Gelegenheit – für Wirtschaftsminister Aiwanger, in einem zum Beispiel wegen der Autokrise derzeit und vielleicht noch viel länger stark unterbeschäftigtem Land das Steuer herumzureißen und damit in die Fußstapfen des geradezu legendären F. J. Strauß zu treten, also Bayerns Geschichte „mit zu schreiben“ …

Made in Bavaria soll zum Wasserstoff-Gütesiegel werden

Wenn Aiwanger informiert, ist „Kompetenz“ spürbar, zumindest, so lange er buchstabengetreu vom Blatt abliest, was er allerdings oft vergisst. Erkennbar hat er Redenschreiber*innen, die gut fabulieren können:
[5] Bayerns Wirtschafts- und Energieminister Hubert Aiwanger hat die Bayerische Wasserstoffstrategie vorgestellt. Danach will sich der Freistaat zu einem weltweiten H2-Technologieführer entwickeln.
Aiwanger: „Made in Bavaria soll zum Wasserstoff-Gütesiegel werden. Mit unseren hervorragenden Forschern und den innovativen Tech-Unternehmen werden wir eine Wasserstoffwirtschaft entwickeln, die den Hightech-Standort Bayern stärkt, Arbeitsplätze schafft und nicht zuletzt auch den Transformationsprozess der bayerischen Fahrzeug- und Zulieferindustrie unterstützt.“

Wasserstoff (H2) und bayerische Innovationskraft sollen im Verbund Wohlstand sichern und zugleich den Ausstieg aus der Nutzung fossiler Energieträger voranbringen. Angestrebt werde dabei eine Arbeitsteilung zwischen dem Technologieland Bayern und Regionen, die grünen Wasserstoff produzieren. „Wir wollen die weltweit führenden Wasserstofftechnologien entwickeln. Unsere künftigen Partner nutzen dann unsere Innovationen dank nahezu unbegrenzt verfügbarer erneuerbarer Energien wie Sonne und Wind für die Erzeugung, den Transport sowie die Verwendung von grünem Wasserstoff“, erläuterte Aiwanger.

Zur Marktaktivierung wird die Staatsregierung zudem kombiniert Elektrolyseanlagen und Brennstoffzellenfahrzeuge wie Busse und Nutzfahrzeuge/Lkw fördern. Damit sollen vor allem neue Wertschöpfungsmöglichkeiten für Tankstellen-Standorte in der breiten Fläche geschaffen werden: an kommunalen Betriebshöfen, bei Stadtwerken, für Fuhrpark- und Omnibusunternehmen. Zudem soll 2021 die weltweit erste LOHC-Tankstelle in Erlangen den Betrieb aufnehmen. Noch in diesem Jahr wird erstmals innovative bayerische Brennstoffzellen-Technologie in einem umgebauten Lkw-Prototypen auf Bayerns Straßen fahren.

Wasserstoff aus Elektrolyse: Was schrieben Fachpersonen, bevor unsere Politik die Lösung vorschrieb?

Es lohnt, Publikationen zu lesen, die verfasst wurden, als Fachpersonen noch Fachwissen und nicht politische Vorgabenerfüllungen publizierten:

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Martin Doppelbauer, Karlsruher Institut für Technologie: [7] Strategiepapier elektrische Pkws – aktueller Stand und zukünftige Entwicklung
Wasserstoff ist ein höchst flüchtiges Gas mit einer geringen volumetrischen Energiedichte. Daher muss man zum Transport und zur Lagerung entweder auf extrem tiefe Temperaturen (-255 °C – fast wie im Weltraum) oder auf extrem hohe Drücke (700 bis 1000 bar – wie am Meeresgrund des Marianen Grabens) ausweichen. Die dazu erforderliche Anlagentechnik ist unvermeidlich aufwändig und somit teuer. Außerdem sind die Wirkungsgrade grundsätzlich schlecht, weil viel Energie zur Erzeugung dieser extremen Bedingungen benötigt wird. Da diese Zusammenhänge physikalisch bedingt sind, ändert sich daran auch in ferner Zukunft und auch mit beliebig hohem Forschungsaufwand gar nichts.

Das bedeutet ganz konkret: Für eine Umstellung des Pkw-Verkehrs auf Wasserstoff müssten wir die gesamte heutige Infrastruktur für Lagerung, Verteilung und Verkauf komplett neu bauen. Und zwar wegen der geringeren Energiedichte nahezu doppelt so groß, also doppelt so viele Tankschiffe, doppelt so große Zwischenlager, doppelt so viele Tank-Lkws und doppelt so viele Bodentanks in den Tankstellen. Außerdem müssen wir alles in Kryotechnik für Temperaturen nahe am absoluten Nullpunkt bauen, wodurch die Kosten noch einmal in etwa verdoppelt.
Und dann brauchen wir auch noch die Produktionsanlagen: Für die Erzeugung des Stroms, für die Elektrolyse und für die Verflüssigung.
Eine gasförmige Verteilung von Wasserstoff im Großmaßstab, das heißt für hunderttausende oder gar Millionen von Pkws, ist vollkommen unmöglich. Die technisch erreichbare volumetrische Energiedichte von gasförmigem Wasserstoff ist nochmals um knapp eine Größenordnung (Faktor 10) niedriger als die von flüssigem Wasserstoff. Dementsprechend würden die Aufwendungen für die Infrastruktur ins Unermessliche steigen.
Bedingt durch die schlechte Wirkungsgradkette, ausgehend vom Off-Shore Windpark bis zum Elektromotor im Auto einschließlich flüssiger Verteilung und Hochdruckbetankung, ist der Bedarf an Primärenergie für die Erzeugung von Wasserstoff für Brennstoffzellen in Pkws rund 5- bis 6-fach höher als bei Batteriefahrzeugen.

… Es ist leicht abzuschätzen, dass der Strombedarf für den Wasserstoffbetrieb aller 47 Mio. Pkws in Deutschland rund 1,5-fach größer ist als die gesamte heutige Stromproduktion. Daher müssten wir die derzeitig erzeugte Menge an Strom also mehr als verdoppeln. Gleichzeitig wollen wir auch noch alle Kern- und Kohlekraftwerke abschalten und durch regenerative Stromerzeugung ersetzen – wie soll das gehen? Die Kosten für den Aufbau einer Infrastruktur für die Erzeugung und Verteilung von flüssigem Wasserstoff sind schier unvorstellbar und betragen alleine für Deutschland über hundert Milliarden Euros. Genaue Zahlen sind unbekannt und nicht seriös anzugeben, da die erforderlichen Einrichtungen noch niemals in einer entsprechenden Größe und Menge gebaut wurden.

… Die Ladegeschwindigkeit von FCEVs (Wasserstoffautos) ist unbestritten schneller als die von BEVs (Elektroautos) – rund 10 Minuten für einen vollen Tank mit 400 bis 600 km WLTP Reichweite, je nach Fahrzeug. Das bedeutet aber, dass man wie früher neben dem Fahrzeug wartet und keine Zeit für eine Pause hat. Anschließend muss die Tankstelle einen internen Höchstdruckspeicher mit 900 bis 1000 bar nachfüllen, so dass für rund eine halbe Stunde kein weiteres Fahrzeug bedient werden kann (oder nur mit wesentlich langsamerer Füllgeschwindigkeit). Die Kosten einer Wasserstofftankstelle sind übrigens astronomisch hoch und übertreffen die Kosten einer Schnellladesäule um mehr als eine Größenordnung.

Herstellungsaufwand und Preise Die Herstellung von Brennstoffzellen-Pkws ist gegenüber heutigen Verbrennerfahrzeugen (ICE = Internal Combustion Engine) deutlich aufwändiger. Das resultiert zum einen aus den größeren Fahrzeugabmessungen und zum zweiten aus den vielfältigen Nebenaggregaten, die zum Betrieb eines Brennstoffzellenstacks erforderlich sind.44 Daraus ergeben sich nicht nur höhere Anschaffungspreise, sondern auch höhere Wartungs- und Reparaturkosten sowie eine kürzere Lebensdauer

Um es einmal ganz deutlich zu sagen: Brennstoffzellen-Pkws sind technisch, ökonomisch und letztlich auch ökologisch ein Unsinn. Ebenso unsinnig ist der Aufbau einer Pkw-Tankstelleninfrastruktur für Wasserstoff. Das alles dient einzig den kommerziellen Interessen einiger großer Wasserstoff- und Erdölkonzerne und ist eine Verschwendung von Steuergeldern. Ich gebe dem Thema Wasserstoff für die Zukunft von Pkws keinerlei Chancen gegenüber Batteriespeichern. Wir täten gut daran, nicht auf eine veraltete und aus grundsätzlichen physikalisch/chemischen Gründen unterlegene Technik zu setzen, denn das bringt den Industriestandort Deutschland in Gefahr.

Dr.-Ing. Hartmut Euler, Ministerialdirigent, Abteilungsleiter für Technologie im schleswig-holsteinischen Wirtschaftsministerium (Auszüge): [2] Wasserstoff aus Strom oder „power to gas“ – der verlustreiche, teure und unnötige Weg

Wasserstoff aus Strom oder „power to gas“ also die Umwandlung von hochwertigem Strom in die einfachen Brennstoffe Wasserstoff und/oder Methan führt aus prinzipiellen naturwissenschaftlichen Gründen, die mit dem 2. Hauptsatz der Thermodynamik zusammenhängen (Wertigkeit der Energie und Energieentwertung) immer zu Verlusten von in der Praxis 2/3 bis 3/4 des Energiegehalts des Stroms. Bei der Rückverstromung werden also in der Regel nur 1/4 bis maximal 1/3 des eingesetzten Stroms, also des gleichen Produkts, zurückgewonnen….

In einem konkreten Versuch der Universität Kiel in Büsum im Jahr 2003 gingen sogar zwischen 85 % bis 87 %, also mehr als 5/6 des eingesetzten Stroms ungenutzt verloren, nur 13 % bzw. 15 % des eingesetzten Stroms konnten wiedergewonnen werden [1]. Die Energieverluste von 2/3 bis 3/4 bleiben auch dann bestehen, wenn nicht rückverstromt wird. Auch in anderen Anwendungsbereichen wie im Verkehr ergibt sich, dass eine Strom-Wasserstofflokomotive 3-5 mal mehr Energie verbrauchen würde, als eine Elektro oder Diesellokomotive, Strom-Wasserstoffautos benötigen 3-4 mal mehr Energie als Elektroautos und „normale“ Autos. Beim Einsatz in der Industrie verhalten sich die Relationen in der Regel nicht anders.

Betrachtet man die Verluste isoliert, so sind diese Verluste beim Strom-Wasserstoffweg mehr als 30 mal höher als bei effizienten Speichern. Diese Verluste müssen durch zusätzlichen Strom und durch zusätzliche Stromerzeugungsanlagen ausgeglichen werden. Dieser zumeist nicht betrachtete Aspekt macht den „Wasserstoff aus Strom“- Weg nicht nur extrem verlustreich, sondern auch extrem teuer.

Aus all diesen Gründen trägt in einer der „Leituntersuchungen“ zur Energiewende der Bundesregierung, der Studie „Wege zu 100 % erneuerbarer Stromversorgung“ des Sachverständigenrats für Umweltfragen, Wasserstoff als Speicher überhaupt nicht, nicht in einer Stunde des Jahres zur Systemoptimierung bei. Strom-Wasserstoff und „power to gas“ spielt also in dem wissenschaftlich begründeten Konzept der Energiewende als Problemlösung gar keine Rolle

Ein Wasserstoff – Feldversuch mit allem dazu gehörigem Equipment – vom Elektrolyseur bis zum Wasserstoffmotor – wurde vor 10 (Anmerkung: Beendet ungefähr im Jahr 2003) Jahren vom schleswig-holsteinischen Wirtschaftsministerium in einem Projekt beim Forschungs- und Technologiezentrum Westküste der Universität Kiel in Büsum gefördert.
Im zusammenfassenden Bericht heißt es:
„Man kann aus den Werten nun den Wirkungsgrad aus unseren Versuchen berechnen. Betrachtet man die Wasserstoffgasspeicherung bei 15 bar, kommt man auf einen Wert von 15 %, geht man über die Speicherung bei 200 bar, so ergeben unsere Versuche 13 % Stromausbeute des ursprünglich in den Elektrolyseur eingespeisten Stromes“ (Anmerkung:[1]) 13 – 15 % des dem Netz entnommenen Stroms konnten zurückgespeist werden; 85 % bzw. 87 % des Stroms gingen bei der Umwandlung von Strom in Wasserstoff und Rückumwandlung in Strom in dem konkreten Versuch zu Wind-Wasserstoff 2003 am FTZ in Büsum verloren. An dem Versuch waren immerhin bedeutende Fachfirmen wie Norsk Hydro und Jenbacher beteiligt.

Seit 2012 existiert eine Skizze für ein konkretes Wasserstoff-Speicher-Projekt in Schleswig-Holstein, das mit positiven Argumenten „klimaschonend und effizient“ begleitet wurde. Bei Licht betrachtet ist jedoch das Gegenteil der Fall.
Folgende Daten: Es wird unter Einsatz von einer Beladeenergie von 35 GWh Strom aus dem Stromnetz (hier sei 100 % Windenergie unterstellt) in eine vorhandene Kaverne gepresst, was bei Berücksichtigung der Verluste in die Ein-/und Ausspeisung aus der Kaverne 17 GWh ausspeicherbaren Energiegehalt in Form von Wasserstoff ergibt. (GWh Gigawattstunde = 1 Mio. kWh) Eine überschlägige Rechnung ergibt hieraus folgende Bilanz: a. Speicherwirkungsgrad: die angegebene Beladeenergie von 35 GWh Strom entspricht dem Jahresertrag von etwa 5 Windkraftanlagen mit 3 MW bei 2300 Vollbenutzungsstunden – wird in 17 GWh ausspeicherbarem Energiegehalt in Form von Wasserstoff umgewandelt (Wirkungsgrad wegen der Einpressverluste in die Erde nur ca. 50 % statt der oben angegebenen 80 %) Hieraus kann man mit einem Motor / einer Brennstoffzelle bei realistischen 40 % Wirkungsgrad etwa 6,7 GWh, (ca. 1/5 der Ausgangsmenge) bei sehr optimistischen 50 % etwa 8,5 GWh Strom (ca. 1/4 der Ausgangsmenge) wiedergewinnen.
Der Strom von etwa 4 der 5 Windkraftanlagen geht ungenutzt, vollständig und unwiederbringlich verloren; die Anlagen kosten aber Geld und benötigen Fläche.

Die Wasserstoffwirtschaft ist ein weiteres, totgeborenes Kind. Stoppt die Ideologen!

steht in der folgenden Stellungnahme [4] Dr. Geisenheiner at al. 25.03.2020 (Auszüge): Fachliche Stellungnahme Wasserstoffwirtschaft
Energieverschwendung pur!
Die Wasserstoffwirtschaft schafft dabei mehr Probleme als sie löst. Die Energieeffizienz für die Nutzung bei Fahrzeugen und bei Wärme ist katastrophal schlecht. Das würde exorbitante Stromerzeugung erfordern. Die Energiewende im Sektor Verkehr ist schon nicht mit der Batterie-basierten E-Mobilität zu schaffen. Mit der Wasserstoffwirtschaft, die sehr viel schlechtere Wirkungsgrade aufweist,
Der rechnerisch nötige Ausbau der VEE für die Dekarbonisierung mit Sektorkopplung auf mehr als das 15-fache ist wegen des Flächenbedarfs, der Umweltschäden und der gewaltigen Kosten nicht möglich. Die Bürgerinitiativen, unterstützt vom Groll der Betroffenen, werden sich zusätzlich dagegenstellen.

Das kann keiner bezahlen
Die Kostendimension einer Wasserstoffwirtschaft führt nach einer groben Abschätzung zu 0,22€/kWh für die Anwendung Heizen 2. Das ist rund 5-fach teurer als der heutige Erdgaspreis.
Eine ähnliche Situation ergibt sich im Transportsektor. Hier sind die H 2-Treibstoffkosten auch 5-fach teurer, als mit heutigen Kraftstoffen. Eine Steuerbefreiung kann für den Endkunden die Kosten etwas mildern, es bleiben dann aber die Einnahmeverluste der Steuer, die auf anderem Wege zu kompensieren sind. Der Ansatz Wasserstoff über VEE zu erzeugen und so CO2-Ausstoß einzusparen, ist
Technischer und ökonomischer Unsinn. Konzeptloser Aktionismus
Dauernd gibt es neue Ideen, die grundsätzliche Mängel der Energiewende beheben sollen, ohne dass dies mit ihren Folgeauswirkungen im Rahmen eines ganzheitlichen Konzepts durchdacht und quantifiziert wurde. Die erneute Idee einer großkalibrigen Wasserstoffwirtschaft als Komponente der Energiewende wird der Industrienation Deutschland schwersten Schaden zufügen.
Die Wasserstoffwirtschaft ist ein weiteres, totgeborenes Kind. Stoppt die Ideologen!

Das Öko-Institut e.V. schrieb dazu: [3] … Falls sich die Stromkosten auf 0 € / MWh reduzieren sollten, verringern sich die Erzeugungskosten für Wasserstoff auf 29 € / MWh und die Kosten für synthetisches Methan auf 70 € / MWh.
Bedingt durch die hohen Wirkungsgradverluste und die hohen Kapitalkosten sind die Kosten für Elektrolysewasserstoff fast dreimal höher als der aktuelle Preis für Erdgas. Die Kosten für synthetisches Methan liegen nahezu um den Faktor 4,5 höher als die aktuellen Kosten von Erdgas
… In den nächsten zwanzig Jahren zeichnen sich also keine sinnvollen Anwendungsmöglichkeiten für synthetisches Methan als Flexibilitätsoption für den Stromsektor ab, die über einige wenige Demonstrationsprojekte hinausgehen …

Wirkungsgrad der Power to Gas Technologie mit Rückverstromung

Die vorhergehenden, etwas unübersichtlichen Darlegungen finden sich in einem ganz aktuellen Paper zusammengefasst:
Dr. Geisenheiner at al. 25.03.2020: [4] Fachliche Stellungnahme Wasserstoffwirtschaft

Daraus die Wasserstoff-Prozess-Verlustgrafik:

Bild 3 [4] Wirkungsgrad der Prozesskette Strom – Wasserstoff – Rückverstromung (die Transportverluste werden bei längeren Transortzeiten bedeutend größer als in dieser Grafik angegeben)

Keinen Schreck bekommen: So viel kostet mit Wasserstoff zwischengespeicherter Strom

In einer Artikelserie wurden damals die Kosten von Speichertechnologien grob dargestellt:
EIKE 18.06.2015: [11] Elektro-Energiespeicherung, Notwendigkeit, Status und Kosten. Teil 3 (Abschluss)
Für Powert to Gas mit Rückverstromung wurde der Netto-Ausspeisepreis damals mit 20 €ct/kWh bei einem Strombezug von 4,8 €ct/kWh abgeschätzt (mit damals erheblich besser angenommenen Wirkungsgraden und ohne Transportverluste).

Beispiel: Der Ökolieferant bekommt für seinen Strom – ob er ihn einspeist oder abregeln muss – beispielsweise 4 €ct/kWh bezahlt. Der private Endkunde bezahlt dafür aufgrund der Steuern und Zusatzkosten ca. 30 €ct/kWh an seiner Steckdose
Über Powert to Gas zwischengespeicherter Strom kostet netto an der Kostenstelle, so er, mit 4 €ct/kWh entnommen wurde nun mindestens 20 €ct/kWh. Darauf kommt nun die Kostentreppe, wodurch der private Verbraucher dafür linear hochgerechnet 1,5 €/kWh bezahlt.

Das erscheint hoch. Allerdings kam der Autor beim damaligen Nachrechnen einer neueren Pilotanlage auf noch erheblich höhere Kostenwerte mit geschätzten 33,6 ct / kWh für den am Entnahmeknoten zurückgespeisten Strom [12]. Ein „Verbilligungseffekt“ ist bisher also nicht erkennbar. Sicher ein Grund, warum bei der Power to Gas Technologie immer nur Erfolge, aber nie die vollständigen Kosten ausgewiesen werden.

Selbstverständlich kann die Politik die Nebenkosten beeinflussen. Dann fehlt ihm aber dieses Geld für die vielen Maßnahmen zu Weltrettungen, Pandemie-Ausfallzahlungen und EU-Transferzahlungen an unsere privat reicheren – aber immer geldhungrigen – EU-Nachbarn. Es ist deshalb unwahrscheinlich, dass größere Abstriche bei den Steueraufschlägen gemacht werden (können). An den erheblichen Fixkostenaufschlägen kann die Politik sowieso nichts drehen, sondern nur subventionieren.

Man mache sich also die neue, politische Vorgabe klar: Strom im Wert von ca. 4 €ct/kWh wird dank dieser grandiosen Strategie mit „umgewandeltem“ Strom zu mindestens 20 … 33 €ct/kWh „gemischt“. Damit liegt der künftige Strompreis für Privatverbraucher je nach erforderlichem Speicherstromanteil (können im Winter für bis zu 14 Tage fast 100 % sein), irgendwo zwischen 30 €ct … 1,5 (2,5) €/kWh.
Nach heutigem Stand. Kommt der Wasserstoff weit weg aus dem Ausland, sind nochmals Kostenerhöhungen von 10 … 20 % zuzufügen und das wird bestimmt nicht das Ende darstellen.

Wie hoch muss die Sturheit des Festhaltens an der Abschaltung der Grundlastkraftwerke und panische Angst vor dem technischen Scheitern des EEG in den politischen Köpfen schon sein, um trotzdem die Wasserstoffstrategie zu starten

Beim Vergleich der Darstellungen der Fachpersonen mit den euphorischen Strategieankündigungen unserer Politiker:
[6] «Wir wollen bei den neuen Wasserstofftechnologien hin zu grünem Wasserstoff weltweit führend sein.» – Nicht weniger strebt die deutsche Regierung nach den Worten von Wirtschaftsminister Peter Altmaier (CDU) mit einer am Mittwoch verabschiedeten Nationalen Wasserstoffstrategie an. Diese sei die größte Innovation im Bereich Klimaschutz und Energiewende seit dem Entscheid, mit dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) in großem Ausmaß Energie aus Sonne, Wind und Biomasse zu fördern, fügte Altmaier an, als er die Strategie zusammen mit Vertretern weiterer Ministerien den Medien vorstellte …

… kommen unweigerlich (aber nicht neu) Fragen zum geistigen Zustand unserer Politikkaste auf. Es zeigt jedoch nur, dass das vergleichbare (Pseudo-)Problem Klimawandel bezüglich der „Lösungsstrategie“ kein Einzelfall, sondern seit „Merkel“ ganz einfach Methode ist, die an ein Land erinnert, in dem unsere unfehlbare Kanzlerin sozialisiert wurde: (Stur) Vorwärts immer – rückwärts nimmer.
Im Klartext: Wenn etwas angeordnet ist, darf auf keinen Fall über den Sinn nachgedacht und schon gar nicht korrigiert werden. Es ist immer geradlinig bis zum (bitteren) Ende durchzuführen.
Ein in der Deutschen Geschichte seit dem letzten Kaiser bekanntes Verhalten „unfehlbarer Führungspersonen“. Allerdings ist auch das vollkommene Versagen der Opposition in Deutschlands Geschichte symptomatisch. Das (wieder) erreicht zu haben, ist für Merkel also nicht einzigartig.
Nun ist es allerdings nicht mehr nur ein „Problem Merkel“, sondern auch ein „Problem Söder“, der den GRÜNEN ebenfalls bedingungslos in den Hintern kriecht.

Neben dem EEG wird es das nächste Subventionsgrab werden

NZZ: [6]Allerdings hat er mindestens zwei Pferdefüße: Noch ist er meist zu teuer, um konkurrenzfähig zu sein, und in Deutschland gibt es viel zu wenig erneuerbare Energie für seine Herstellung. Dem versucht die Wasserstoffstrategie mit 38 Einzelmaßnahmen abzuhelfen. So stellt das Papier unter anderem Investitionskosten-Zuschüsse für den Betrieb von Elektrolyseanlagen und den Aufbau eines Wasserstoff-Tankstellennetzes in Aussicht.

Und ausgehen wird es wie bei Solar und teilweise Windkraftanlagen, nun allerdings gleich von vornherein als besondere Strategie ausgegeben: Produziert wird das wichtige Gut Energie im Ausland:
[6] … Gleichwohl wird Deutschland laut dem Papier mittel- und langfristig in erheblichen Ausmaß Wasserstoff importieren müssen. Deshalb will die Regierung Partnerschaften mit Ländern eingehen, in denen aufgrund der geografischen Lage Wasserstoff effizient produziert werden kann. Dies gilt namentlich für das sonnenverwöhnte Afrika.

Und wie beim Klimawandel sind Forschung und Industrie nach anfänglichem Zögern wieder begeistert

10.06.2020 BDEW zur Nationalen Wasserstoffstrategie
… „Es ist gut, dass die lange erwartete Nationale Wasserstoffstrategie der Bundesregierung nun endlich vorliegt. Sie formuliert wichtige Grundlagen für die Dekarbonisierung von Industrie, Verkehr und Wärmesektor mit gasförmigen Energieträgern. Darauf müssen wir aufbauen und in der Umsetzung Tempo machen. Mit der Strategie zeigt die Bundesregierung, dass leitungsgebundene, gasförmige Energieträger ein zentraler Baustein der Energiewende und für das Erreichen der Klimaschutzziele sind“, sagt Kerstin Andreae, Vorsitzende der BDEW-Hauptgeschäftsführung.
BR24 Video vom 29.05.2020, Vorstellung der Bayerischen Wasserstoffstrategie:
00:22 Peter Wasserscheid, Zentrum Wasserstoff Bayern: Also ich glaube, technologisch hinken wir nicht hinterher … der Aufbruch, diese Technologie wirklich zu industrialisieren und eine Wasserstoffwirtschaft zu schaffen, der war bisher nötig.

Bezüglich der Kosten ist unseren Politikern längst eine Lösung eingefallen: Den CO2-Preis so hoch zu schrauben, dass die bisher „viel zu billigen Energien“ so teuer wie durch Elektrolyse erzeugter Wasserstoff werden

Wenn etwas nicht zu konkurrenzfähigen Preisen hergestellt werden kann, gibt es einen Lösungsweg: Die Wettbewerbsprodukte auf das vergleichbare Niveau verteuern. In einer vom Staat ausgehebelten Wirtschaft ist das machbar, und dank dem Klimak(r)ampf inzwischen auch problemlos umzusetzen.
Es geschieht, indem der CO2-Preis einfach auf die von den GRÜNEN (und Freitagshüpfer, und Umweltbundesamt) geforderten 180 EUR/Tonne und dann weit darüber hinaus angehoben wird.

Es wird so kommen. Denn unsere Politiker benötigen viel, viel Geld, die EU benötigt viel viel Geld, die Klimawandel-Reparationszahlungen an sich „betroffen“ meldende Länder kosten viel viel Geld, die bedingungslose Sozialleistungsversorgung des laufend einreisenden, vorwiegend afrikanischen, aufgrund deren Reproduktionsrate nie endenden Jugendüberschusses kostet viel, viel Geld; weitere Aufzählungen fast beliebig möglich.
Wenn man es nicht schon hätte, spätestens jetzt müsste man die CO2-Bepreisung als Einnahmequelle erfinden.

Für die Bayerische GRÜNEN-Vorsitzende, Katharine Schulze ist es ein undenkbares Gräuel [8]. Es gibt aber auch Personen, die etwas anders als diese hochbesoldete Lachpuppe denken.

Bild 4 Catharina Schulze. Video-Screenshot [9]
Es wird nicht mehr allzu lange dauern, bis auch bei uns ein Wunsch umgeht: Oh du Land, welches einen Trump vorzuweisen hat: Wie bist du zu beneiden …
Bevor es allerdings so weit kommen könnte, wird das Wählen nicht genehmer Parteien vielleicht verboten und nicht nur die EU-Präsident*in vollkommen unabhängig von Wahlergebnissen in Hinterzimmern von Parteigrößen*innen ausgeknobelt …

Quellen

[1] Christians-Albrechts Universität zu Kiel, Jahresbericht 2002/2003 Forschungs- und Technologiezentrum Westküste, Büsum, Vanselow, Klaus; Voigt, Wolfgang; Bojens, Gero; Hein, Burger: „Fortschritt des FEEDWings-Projektes zur Windenergiespeicherung

[2] Dr.-Ing. Hartmut Euler, Ministerialdirigent, Abteilungsleiter für Technologie im schleswig-holsteinischen Wirtschaftsministerium: Wasserstoff aus Strom oder „power to gas“ – der verlustreiche, teure und unnötige Weg

[3] Öko-Institut e.v., Studie März 2014: Prüfung der klimapolitischen Konsistenz und der Kosten von Methanisierungsstrategien

[4] Dr. Geisenheiner at al. 25.03.2020: Fachliche Stellungnahme Wasserstoffwirtschaft

[5] pv magazine 29. MAI 2020: BAYERISCHES STAATSMINISTERIUM FÜR WIRTSCHAFT, LANDESENTWICKLUNG UND ENERGIE Aiwanger: „Made in Bavaria wird zum Wasserstoff-Gütesiegel“

[6] NZZ 11.06.2020: Deutschland steckt Milliarden in eine Wasserstoffstrategie

[7] Univ.-Prof. Dr.-Ing. Martin Doppelbauer, Professur für Hybridelektrische Fahrzeuge, Karlsruher Institut für Technologie: Strategiepapier elektrische Pkws – aktueller Stand und zukünftige Entwicklung (V1.5)

[8] EIKE 25, Juli 2020: Wenn die CO2-Pandemie nicht ausgerufen wäre, müssten wir uns um wirkliche Probleme kümmern … Teil 2

[9] EIKE 24, Juli 2020: Wenn die CO2-Pandemie nicht ausgerufen wäre, müssten wir uns um wirkliche Probleme kümmern … Teil 1

[10] IWR.de 10.06.2020: Bundesregierung verabschiedet Nationale Wasserstoffstrategie

[11] EIKE 18.06.2015: Elektro-Energiespeicherung, Notwendigkeit, Status und Kosten. Teil 3 (Abschluss)

[12] EIKE 30.11.2016: Ökostrom verschieben zur Lösung der EEG-Blockade Ein lokaler Versorger ist innovativ und löst das Speicherproblem – Koste es was es wolle

[13] EIKE 18.05.2017: Rechnerisch lohnt sich die solare Eigenversorgung nicht – so lange unser Versorgungsnetz stabil ist. Doch das wird sich ja ändern




Wasserstoff – Deutschlands neuer Rollstuhl

Auf der Sonne ist Wasserstoff die Quelle ewiger Weißglut. Dort entstehen durch Kernfusion das Gas Helium und jede Menge Energie. Diesen Prozess konnten wir auf Erden zwar in Form der Wasserstoffbombe kopieren, eine sinnvolle Nutzung aber wollte bislang nicht gelingen. Man arbeitet seit Jahrzehnten daran, leider ohne Erfolg.

Die aktuelle Diskussion dreht sich um das Verbrennen von Wasserstoff, das heißt die chemische Reaktion mit Sauerstoff. Dabei wird im Vergleich zur Fusion nur ein Millionstel der Energie frei, gewissermaßen nur 1 Cent für 10.000 Euro.

Wasserstoff war im 19. und 20. Jahrhundert ein wichtiger Brennstoff. In den Gaskesseln der Städte wurden riesige Mengen gespeichert und durch Rohrleitungen verteilt. Dieses „Stadtgas“ enthielt neben Wasserstoff auch Methan und geringe Mengen an giftigem Kohlenmonoxid. Durch Elektrifizierung hat es an Bedeutung verloren.

Ein schlechtes Geschäft

Wenn Wasserstoff derzeit – als reines Gas, nicht als Stadtgas – eine Renaissance erlebt, so liegt es an seiner sauberen Verbrennung, bei der weder CO2 noch Umweltgifte entstehen, sondern nur Wasser. Der wesentliche Aspekt aber ist die Stromerzeugung in Brennstoffzellen, bei der wiederum die Reaktion mit Sauerstoff genutzt wird. Dieses Verfahren ist keineswegs neu. Es wurde vor 200 Jahren erfunden und 100 Jahre später in eine technisch anwendbare Form weiterentwickelt.

Woher aber wollen wir den Wasserstoff nehmen, um unsere Brennstoffzellen zu betreiben?

Weil er sich so gerne mit Sauerstoff verbindet und letzterer üppig vorhanden ist, finden wir auf Erden keinen Wasserstoff. In großen Mengen aber gibt es das Verbrennungsprodukt, genannt Wasser. Daraus kann man Wasserstoff zurück gewinnen, indem man die Energie reinsteckt, die bei seiner Verbrennung frei geworden war; tatsächlich muss man deutlich mehr reinstecken. Das passiert etwa in der Elektrolyse. Man schickt Strom durchs Wasser und bekommt wieder die Ausgangsprodukte Wasserstoff und Sauerstoff zurück.

Den Strom für die Elektrolyse würde man – so die Idee für den dritten Akt der Energiewende – von Wind- und Solarkraftwerken beziehen, wenn die gerade mehr leisten, als verbraucht wird. Mit diesem Überschuss stellen wir dann Wasserstoff her und lagern ihn für die mageren Zeiten.

So wie ein Bankkonto keine Geldquelle ist, so ist also Wasserstoff keine Energiequelle, sondern ein Energiespeicher – und noch dazu ein ziemlich schlechter. Sowohl Elektrolyse als auch Brennstoffzelle haben niedrige Wirkungsgrade, die sich dann multiplizieren. Wenn bei der Elektrolyse nur die Hälfte der Energie zur Erzeugung von Wasserstoff umgesetzt wird und bei dessen Rückverwandlung in der Brennstoffzelle nur die Hälfte der Energie in Strom, dann bekommen wir bestenfalls ein Viertel des Stroms zurück, den wir investiert haben. Ein schlechtes Geschäft.

Wasserstoff ließe sich auch aus fossilen Rohstoffen gewinnen, etwa beim „Verkoken“ von Steinkohle, aber wir wollen ja „Grünen Wasserstoff“.

Die Ära des „Grünen Wasserstoffs“ 

Wie also sähe ein Deutschland aus, das durch grünen Wasserstoff in Gang gehalten wird?

Der heutige Bedarf an Elektrizität wird zu rund 50 Prozent durch Wind, Solar, Bio und Wasserkraft gedeckt. Durch Elektrifizierung des Verkehrs – etwa durch Einsatz von Brennstoffzellen – würde zusätzlicher Bedarf an Elektrizität für die Erzeugung des dort nötigen Wasserstoffs entstehen.

Wollte man auf Stromimporte verzichten, Kohle und Atom total vom Netz nehmen, den Verkehr elektrifizieren und die Dunkelflauten durch Strom aus Wasserstoff überbrücken, der durch Elektrolyse zuvor gewonnen wurde, dann müsste man die Zahl der heute installierten Windturbinen nicht nur vergrößern, sondern vervielfachen. Statt heute 35.000 bräuchten wir nicht etwa 50.000, sondern vielleicht 150.000.

Es ist zu bedenken, dass auf dem Weg Windkraft > Elektrolyse > Wasserstoff > Speicherung und Verteilung > Brennstoffzelle > Elektrizität rund 80 Prozent der Energie verlorengehen. Für jede Kilowattstunde, die bei Flaute aus der Steckdose kommen soll, mussten irgendwo und irgendwann fünf Kilowattstunden ins System eingespeist worden sein.

Wäre eine solche Form der Energieversorgung möglich? Eventuell, aber nur zu einem mörderischen ökonomischen und ökologischen Preis. Würde man den Wasserstoff allerdings durch Atomkraft herstellen, dann wäre das ein ganz neues Spiel. Statt 150.000 Windmühlen bräuchte man 150 Reaktoren und könnte sich außerdem (vermutlich) den Umweg über die Elektrolyse sparen. Dann wäre eine völlig karbonfreie Energiewirtschaft denkbar.

Die Umwelt-Bilanz

Generell wird eine extrem unökonomische Lösung – wie sie die Wasserstofftechnologie darstellt – immer auch unökologisch sein (das soll keineswegs heißen, dass ökonomische Lösungen immer ökologisch sind).

Eine Abwägung der Vorteile einer hundertprozentigen grünen Energieversorgung gegen den Schaden an Landschaft, Flora und Fauna, der durch sie verursacht wird, ist eine sehr subjektive Angelegenheit. Die Bevölkerung hat die entsprechenden Einbußen an Lebensqualität bisher jedenfalls mit unglaublicher Geduld hingenommen.

Die notwendige Steigerung der Dichte von Windturbinen wird nun allerdings noch direkter in das Wohlbefinden des Einzelnen eingreifen; jetzt geht es an die Schmerzgrenze. Bald wird es kaum noch ein Haus ohne Blick auf Drehflügel geben, kaum noch Lebensraum ohne Schattenwurf und Infraschall.

Der Bürger, dessen Wohl der Regierung so am Herzen liegt, dass man ihn noch vor dem letzten Mikrogramm Feinstaub beschützt, diesem Bürger wird nun zugemutet, sein Daseins in der unerträglichen Nachbarschaft dieser dreiarmigen Monster zu fristen. Man wird ihn für den gesundheitlichen Schaden finanziell entschädigen. So kann er früher in Rente gehen und sich einen längeren Urlaub auf Mallorca leisten.

Diese Horrorvision erinnert an Szenen aus dem Buch „The Road to Wigan Pier“ von George Orwell, wo die trostlosen Lebensbedingungen der Bergarbeiter und ihrer Familien in Lancashire und Yorkshire im industriellen Norden Englands vor dem zweiten Weltkrieg geschildert werden. So wird nun in Deutschland ein neues Proletariat geschaffen werden, das seine Gesundheit für ein höheres Ziel zu opfern hat.

Die Wasserstoffstrategie der Bundesregierung

Eine Strategie ist die Vorgehensweise, um ein wichtiges Ziel zu erreichen. Die Bundesregierung hat nach meiner Ansicht bei Definition und Verfolgung ihrer bisherigen Ziele die Nebenwirkungen auf Wirtschaft, Umwelt und Lebensqualität der Bevölkerung kaum beachtet.

Sie agiert, als gäbe es ein viel wichtigeres Ziel, als „dem Wohle des deutschen Volkes zu dienen, seinen Nutzen zu mehren und Schaden von ihm zu wenden“. Es ist zu befürchten, dass beim Thema Wasserstoff das Motto nicht anders sein wird, als bisher: Wir schaffen das, „whatever it takes“, ohne Rücksicht auf Verluste.

Während in Bereichen wie Gentechnik oder Kernkraft die Bedenken maßlos aufgeblasen werden, so heißt es jetzt, es sei nicht die Zeit für Bedenkenträgerei. Das hört sich sehr willkürlich an. Es fehlt offensichtlich an professionellem Risikomanagement. Man sollte das Pro und Contra dieser gigantischen Vorhaben systematisch ermitteln und der Bevölkerung ein objektives Bild davon geben.

Der Athlet im Rollstuhl

Die Energieversorgung in Deutschland war in der Vergangenheit eine unauffällige Selbstverständlichkeit. Durch die Energiewende aber sind Kosten und Abhängigkeit von Nachbarländern gestiegen und die Versorgungssicherheit gesunken. Zeitweise müssen Industrien, die eine hohe Belastung darstellen, vom Netz genommen und dafür großzügig kompensiert werden. Das mag für die Betroffenen angenehm sein, ist aber kein nachhaltiges Modell für eine Volkswirtschaft.

Mit Wasserstoff würde die Stromversorgung zur Hauptbeschäftigung der Industrie werden. Sie muss aber wieder ihre Rolle als zuverlässiger Diener der produzierenden Wirtschaft einnehmen, wenn das Land konkurrenzfähig bleiben soll.

Deutschlands Energieversorgung war einmal ein gesunder Athlet mit zwei starken Beinen: Atomkraft und Kohle. Man amputierte das eine Bein und gab ihm zwei Krücken: Wind und Solar. Jetzt, wo man ihm auch das andere Bein abnehmen wird, helfen keine Krücken mehr; der Athlet braucht einen Rollstuhl. Das ist der Wasserstoff.

Casablanca ist die Zukunft

Da gibt es noch den Plan und eine Vereinbarung mit Marokko bezüglich der Gewinnung von Wasserstoff in der Wüste. Durch Photovoltaik oder andere solare Verfahren sollen Elektrizität und daraus Wasserstoff gewonnen werden. Der wird dann nach Deutschland transportiert und wieder in Strom verwandelt, um hier Industrie und Haushalte zu versorgen.

Es wäre interessant, abzuschätzen, wie viele Kilowattstunden aus einer deutschen Steckdose letztlich noch kämen, wenn in Marokko für 1.000 kWh Wasserstoff erzeugt wurde. Der Transport von Wasserstoff über tausende von Kilometern ist sehr verlustreich und nicht ungefährlich – im Gegensatz etwa zu Erdgas.

Aber irgendetwas wird in der Richtung sicher realisiert werden, auch wenn es nur das Ausgeben von Steuergeldern ist.

Das Vorhaben erinnert an den Vorschlag des deutschen Architekten Hermann Sörgel, der in den 1920er Jahren die Straße von Gibraltar durch einen Staudamm verschließen wollte, um dort Strom für Deutschland zu erzeugen. Vielleicht war dessen Idee sogar noch vergleichsweise vernünftig.

Weitere Artikel zu dem Thema auf dem Blog des Autors www.think-again.org und im Buch „Grün und Dumm“. 




Grüne Hastigkeit wird die Wasserstoff-Blase platzen lassen

Um die Vortäuschung ihrer Realisierbarkeit zu stützen, halten sich die Politiker
für genötigt, nach Wasserstoff als einem Energieträger für jene Sektoren zu rufen, bei denen es am schwierigsten ist, einen Anschein von Dekarbonisierung zu erwecken- nämlich die Stabilisierung des Energiesystems, Schwertransporte zu Land und zur See, Prozesswärme für die Industrie sowie für die Spitzenlast der Heizung im Winter, wenn die auf Erdwärme bzw. Grundwasser beruhenden Wärmepumpen gerade dann ausfallen, wenn sie am meisten benötigt werden.

Das Vereinigte Königreich ist  – wie stets – wahrlich ein Anführer in dieser Angelegenheit und die Net-Zero-Gesetze von Mrs May könnten, wenn man sie nicht abschafft, unsere Wirtschaft weiter vergiften. Und das noch lange nachdem ihre Unzulänglichkeit in Bezug auf den Brexit vergessen und vielleicht sogar verziehen ist.

Das Problem ist nicht nur eins von untragbaren Kosten und letztlich von ihrer Unrealisierbarkeit, obwohl Net Zero gewiss sehr teuer ist und auch scheitern wird. Der marginal erscheinende Unterschied zwischen einer 80-prozentigen Emissions-Reduktion und dem Net Zero-Ziel würde gewiss eine weitaus größere Kostensteigerung als diese zusätzlichen 20 Prozent bewirken. Präzise Abschätzungen sind nicht möglich, denn die Probleme sind extrem; aber eine Verdoppelung der Gesamtkosten wäre überhaupt nicht unwahrscheinlich.
Und es kann kein Zweifel daran bestehen, dass es am Ende unerreichbar ist – denn zur Zeit kann die Illusion der „Wenig Kohlenstoff-Transition (Low Carb)“ nur deshalb aufrecht erhalten werden, weil die grundsätzlich nicht existenzfähigen grünen Technologien durchweg parasitär sind, weil sie auf der hohen Produktivität Kohlenstoff-basierter Treibstoffe beruhen – sowohl in Inland als auch besonders im internationalen Ausland.
Wind- und Solarstrom-Aufzeichnungen erhalten die großen Überschriften, aber das UK-System wird durch Gas und Kernkraft gestützt – und bei Gelegenheit auch durch Kohle. Die Kosten der erneuerbaren Anlagen sind zwar hoch, aber noch im Zaum gehalten, weil ihre Produktion hauptsächlich mit fossilen Energieträgern erfolgt.
Wenn unser zunehmend fragiles Stromversorgungssystem mit teuren Batterien und durch eine mit Wasserstoff (H2) betriebene Spitzenlast-Stromerzeugung stabilisiert wird und wenn der Anteil der erneuerbaren Energie bei der Herstellung von Solarpaneelen und Windturbinen ansteigt, werden die Systemkosten und die Kapitalkosten zum Himmel aufsteigen.

In dem unvermeidbaren Debakel wird die prinzipielle technologische Katastrophe tatsächlich die Wasserstoffwirtschaft selbst sein. Das ist im Grunde bedauerlich, weil dieses schwierige aber interessante Gas eine klare und authentische Aussicht als universeller Energieträger in einer hocheffizienten und sauberen Gesellschaft hat. Allerdings ist diese Aussicht von der thermodynamischen Qualität des primären Energieeinsatzes abhängig. (Anm.: Wasserstoff kommt in der Natur nicht als Gas vor; es muss unter beträchtlichem Energieaufwand „künstlich“ hergestellt werden. G.K.)
Nur sehr fortschrittliche Kernkraft-Technologien werden darin Erfolg haben – eine Feststellung des visionären Physikers Cesare Marchetti, damals bei Euratom. Er empfahl diese Idee in einer ingenieurtechnisch realisierbaren Form, indem er Hochtemperatur-Kernreaktoren (HTR) und Katalysatoren zur thermischen Aufspaltung von Meerwasser vorschlug, um sehr billigen Wasserstoff mit wenigen unerwünschten Nebenprodukten zu erzeugen.
Dieses brillante Konzept ist allerdings von enormen und noch ungelösten Schwierigkeiten in der Nuklear- und Chemietechnik gekennzeichnet. Die Temperaturen sind sehr hoch, was spezielle Werkstoffe zum Einschluss des Prozesses erforderlich macht. Und ein optimaler Katalysator muss noch gefunden werden.
Aber es bestehen ernsthafte Erfolgsaussichten und weitsichtige Regierungen mit einem klaren und physikalisch realistischen Langzeitplan für die Energie-Unabhängigkeit – so wie die Regierung Japans – unterstützen diese Idee und ein ruhiger Fortschritt ist zu verzeichnen.

Allerdings treibt die verzweifelte, nur der Gesichtswahrung dienende Hast der britischen Regierung – neben anderen im Westen – sie zu einer Forcierung des kurzfristigen Wasserstoff-Einsatzes in unsere Wirtschaften – und das bedeutet, dass dieser Wasserstoff durch zwei relativ einfache, harmlose Gebrauchs-Produktionsverfahren erzeugt werden muss. Das ist zum einen die Elektrolyse von Wasser und zum anderen die chemische Behandlung von Naturgas (Methan) mittels Dampf, das ist die sog. Dampf-Methan-Reformierung (SMR).
Beide Verfahren sind dann akzeptabel, wenn Wasserstoff für sog. Nischen-Anwendungen und nichtenergetische Zwecke benötigt wird. Es ist jedoch ein Fehler, um sie zur Produktion des Energieträgers Wasserstoff in sehr großen Mengen, wie die jährlichen 270 TWh (TWh =Terawattstunden. 1 TWh ist 1 Milliarde kWh), einzusetzen, wie es das britische Komitee zum Klimawandel (CCC) in seinen „Net Zero“-Projektionen dargelegt hat.

Das bedeutet vier prinzipielle Nachteile.
Der erste: Die Kosten werden hoch sein. SMR’s und Elektrolyseanlagen sind teuer; sowohl für die Anlagen selbst als auch für deren Betrieb. Allein für die Dampfreformer (SMR) bedeutet der Vorschlag des CCC einen Kapitalaufwand von 40 Milliarden engl. Pfund Sterling. Und beide Anlagentypen haben keine lange Lebensdauer, was einen relativ kurzen neuen Kapitalbedarf nach sich zieht; insbesondere für die Elektrolyseanlagen.

Zweitens: Wegen der Verluste beider Verfahren bei der H2-Erzeugung (Konversion) sowie bei der Speicherung des Gases können diese Produkte beider Methoden prinzipiell niemalsmit ihren eigenen Erzeugungsenergien bzw. Energieträgern (Strom, Methan/Erdgas) konkurrieren. Der Verbraucher wird daher immer besser bedient sein, wenn er Elektrizität und Erdgas direkt nutzt.

Drittens: Die Dampf-Methan-Reformierung SMR emittiert große Mengen an Kohlendioxid, was das Net-Zero-Ziel völlig aufs Spiel setzen würde. Es sei denn, man rüstet die SMR-Anlagen auch noch mit Zusatzanlagen zur Kohlenstoff-Abtrennung und -Speicherung (CCS) aus. Das ist jedoch wieder teuer und im Übrigen im Großmaßstab nicht erhältlich.
Das führt zu einer weiteren Feststellung: Weil das Net-Zero-Ziel kritisch von Wasserstoff aus der SMR-Dampfreformierung abhängt – das CCC-Komitee verkündet, dass 80 Prozent der gewünschten H2-Menge aus diesen Anlagen kommen soll – können wir nun sehen, dass hinter den Wolken der Phrasen von fallenden Kosten der Erneuerbaren das Net Zero-Ziel des UK tatsächlich ein Glücksspiel zum Kohlenstoff-Einfang nebst Abtrennung ist.
Aber wenn CCS dennoch eingeführt wird, was durchaus möglich ist, dann wird es viel effektiver sein, das Methan direkt in Gasturbinen einzusetzen und dem Verbraucher zu erlauben, die Elektrizität direkt zu nutzen, anstatt Wasserstoff mit allen seinen Kosten, Problemen und Gefahren zu produzieren.

Schließlich Viertens: Die Herstellung von Wasserstoff sowohl durch Elektrolyse als auch durch SMR benötigt große Mengen an sauberem, frischem Wasser. Das gegenwärtige UK-Wasserstoff-Ziel würde den nationalen Wasserverbrauchzwischen 1 und 2 Prozent erhöhen. Und das zu einem Zeitpunkt, in dem das CCC-Komitee selbst von einer Frischwasser-Knappheit ausgeht; mit einem Mangel in einem Viertel der Vorratszonen des Landes.

Die Langzeit-Chance von Wasserstoff – nach Marchetti’s Modell – ist exzellent. Tatsächlich ist das wahrscheinlich die einzige herstellbare „Low Carbon Future“, die auch den Wohlstand der Menschen sichert. Diejenigen, die diese Zukunft aufs Spiel setzen, indem sie eine rapide und sub-optimale Einführung von Wasserstoff erzwingen wollen, um das gegenwärtige Theater der Unterstützung wenig brauchbarer Erneuerbarer fortzuführen, sollten ihre Köpfe senken und sich schämen.
(Ende des Artikels)

Notizen:
Dr. John Constable ist Energy-Editor bei der Global Warming Policy Foundation (GWPF), die eine viel gelesene Webseite “Thegwpf.com” betreibt.

Leiter der GWPF ist Dr. Benny Peiser.
Der obige Artikel ist auf der Webseite „The Conservative Woman“ erschienen und wurde daraufhin auch im o.e. GWPF-Blog veröffentlicht.

In der o. Publikation befindet sich zudem der Hinweis auf eine weitere Arbeit von J. Constable: „Hydrogen: The once and future fuel?“.
Erscheinungsdatum: 20.6.20 , publiziert von GWPF.

G.K.




Wasserstoff- der neue Wahn

Genau das Gegenteil

Es hieß, „die Sonne schreibt keine Rechnung“ und jetzt haben wir den teuersten Strom der Welt; wir wollten Vorreiter der „Dekarbonisierung“ sein und haben – mit zehn Tonnen – Europas höchsten CO2Abdruck; man versprach, die Ressourcen des Planeten zu schonen und nun raubt man ihr tonnenweise die ohnehin schon „seltenen Erden“, weil die Windkraft das fordert; man predigt Nachhaltigkeit, doch die Rotoren schlagen tot was ihnen in die Quere kommt und wir werden bekommen, was mit DDT nicht gelungen ist: eine Welt ohne Insekten.

Man versprach uns sanfte Technologien und stellt Monster auf, die das Wohnen im Umkreis von 2 km unmöglich machen. Man installiert für viele Milliarden Photovoltaik und merkt erst nachher, dass die Sonne nachts nicht scheint. Man schaltet die Kernkraft ab und merkt dann, dass man im Netz keinen Strom speichern kann.

 

Der weiße Ritter

Doch jetzt kommt ein „weißer Ritter“ der die Energiewende zu epochalem Triumph führen wird. Mit hellen Fanfarenklängen und ohne falsche Zurückhaltung wird er angekündigt: „Eine neue Energie-Ära beginnt, sogar die Bundesregierung denkt bei dem Thema jetzt groß. Deutschland soll Weltmarktführer werden; nicht auf irgendeinem Gebiet, sondern in einer absoluten Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts: der Wasserstofftechnik.“ („Die Welt“ vom 10.6.2020)

Auch Politiker sparen nicht mit starken Worten: Jetzt sei nicht die Zeit für Bedenkenträgerei, jetzt müsse geklotzt werden. Auch der Dümmste müsse verstehen, dass Wasserstoff die Zukunft sei, denn Wasser ist ja genug vorhanden.

Dieser Aufsatz soll Ihnen ein Urteil ermöglichen, das auf eigener Erkenntnis basiert und nicht von smarten Meinungsmachern geliefert wurde.  Dazu müssen wir etwas wissenschaftlich werden. Aber keine Sorge, wir schaffen das.

Wasserkraft und Wasserstoff

Wasser verhält sich zu Wasserstoff wie Kohlendioxid zu Kohlenstoff. Beides sind Verbrennungsprodukte. Man könnte Wasser auch als Wasserstoffoxid bezeichnen. Verbrennungsprodukte sind im Allgemeinen keine guten Energiequellen, und dennoch gibt es seit langer Zeit Wasserkraftwerke. Wir schauen uns das mal an, das hilft uns dann die „Wasserstofftechnik“ besser zu verstehen.

Das Wasser in einem Stausee im Gebirge hat „potenzielle“ Energie, d.h. es könnte Arbeit verrichten, wenn man es nur ließe. Dazu muss man es bergab fließen lassen, um ein Mühlrad oder eine Turbine anzutreiben. Quelle dieses Antriebs ist dabei die Schwerkraft der Erde. Je weiter weg vom Erdmittelpunkt, desto mehr potenzielle Energie verleiht sie einer Masse.

Für ein Wasserkraftwerk brauchen wir also mehr als nur Wasser, wir brauchen auch Berge. Hätte Holland mehr Berge, es wäre ein Dorado der Wasserkraft, denn Wasser gäbe es genug.

Der gemütliche kleine Haushalt

Von Holland machen wir einen Abstecher in ein Wasserstoff-Atom. Das besteht aus einem Kern – der uns hier nicht weiter interessieren soll – und einem Elektron, das sich dank seiner elektrischen Anziehungskraft in der Umgebung des Kerns aufhält, und zwar so nah dran wie möglich.

Schon vor langer Zeit fanden die Wasserstoffatome nun heraus, dass, wenn sie sich paaren und einen Zweier-Haushalt gründen, dass sie dann noch näher an ihre Kerne kommen können. Damit verringern sie ihre potenzielle Energie. So wie Wasser das tiefst  mögliche Energieniveau einnimmt, zu dem es Zugang hat, so machen es auch die Atome.

Wenn Sie sich also auf die Suche nach einzelnen Wasserstoff Atomen machen sollten: viel Glück. Sie werden nur Moleküle finden, genannt H2.

Aber auch die sind nicht leicht zu finden, denn sie neigen dazu, ein Sauerstoff-Atom zu sich in den Zweier-Haushalt aufnehmen. Das macht die potenzielle Energie aller Beteiligten dann noch niedriger. Voilà: Diese „Menage a Trois“ ist das Wassermolekül H2O.

Der große Knall

Nach Sauerstoff braucht man nicht lang zu suchen, er ist ja in der Luft. Würden wir also H2 und O2 -Moleküle mischen, dann würden die nichts lieber tun, als gemeinsame Sache machen. Dazu müssten sie aber erst ihre eigenen kleinen Zweier-Haushalte verlassen, und dazu brauchen sie einen Schubser, aber dann aber geht die Post ab.

Der Schubser kann etwa ein Funke sein; da gibt es dann einen riesen Knall und aus der H2 / O2 -Mischung wird Wasser. Dieses Gasgemisch heißt zu Recht Knallgas. Eine Explosion dieser Art trat übrigens im havarierten Kernkraftwerk von Fukushima auf. Da hatte sich in einem Abklingbecken Knallgas gebildet und die Decke des Gebäudes abgesprengt. Das hatte nichts mit Kernenergie zu tun, es hätte ebenso in einer chemischen Fabrik passieren können.

Statt nun sie Übergangsenergie der Elektronen in das niedrigere Niveau in einem Knall verpuffen zu lassen, kann man sie freundlich bitten, durch einen Draht zu laufen, und dabei sinnvolle Arbeit zu verrichten. Das ist so wie man am Berg das Wasser nicht einfach runterplätschern lässt, sondern durch Rohre leitet und eine Turbine antreibt.

Was Ihr Volt

Die Höhe der Energie Niveaus in den Atomen und Molekülen wird übrigens in Volt gemessen, wir haben es hier ja mit elektrischen Feldern zu tun. Wir reden hier maximal von ein paar Volt.

Besagten Energiegewinn beim Übergang der Elektronen in ein niedrigeres Niveau können wir in einer geeigneten Vorrichtung ernten, genannt Brennstoffzelle. Hier findet die kontrollierte Reaktion von H2 mit O2 statt und es entstehen ca. 0,7 Volt Spannung. Eine Kombination vieler solcher Zellen könnte dann genügend Strom liefern, um eine Maschine anzutreiben, etwa ein Auto. Und offensichtlich entsteht bei der ganzen Geschichte nichts als reinstes Wasser. Wir haben also die perfekte, saubere Energiequelle gefunden – Halleluja.

Die Brennstoffzelle wurde übrigens vor 200 Jahren erfunden. Warum fand die H2-Revolution nicht schon längst statt?

Es gibt da noch ein kleines Problem: woher sollen wir den Wasserstoff nehmen? Den haben wir ebenso wenig, wie die Holländer Berge haben. Aber halt! Aus dem Wasser können wir den doch holen. Und davon gibt es doch genug. Wir brauchen ja nur den Vorgang unserer Brennstoffzelle umzukehren, und dann könnten wir aus Wasser wieder Wasserstoff und Sauerstoff machen!

Auch das ist ein erprobter Vorgang, genannt Elektrolyse. Alles was wir tun müssen ist den Elektronen 1,2 Volt anbieten, und sie werden sich aus dem Wasser Molekül verabschieden.

Ein schlechtes Geschäft

Als aufmerksame Leserin werden Sie nun einwenden, dass das ein schlechtes Geschäft sei: wir stecken 1,2 Volt in die Elektrolyse und bekommen nur 0,7 Volt in der Brennstoffzelle zurück.

Aber genauso ist es. Wir haben es bei diesem Spiel mit drei verschiedenen Energie-Niveaus zu tun: ganz oben, auf 1,2 Volt, sind die einzelnen H-Atome, auf der mittleren Stufe, bei 0,7 Volt, sind die H2-Moleküle und H2O liegt auf Niveau null.

Bei der Elektrolyse geht es von ganz unten nach ganz oben. Dann verbinden sich die H Atome spontan zu H2. In der Brennstoffzelle aber bekommen wir nur noch die 0,7 Volt Differenz von Mitte bis nach unten zurück.

Wozu soll das gut sein? Vorne steckt man Strom rein und hinten kommt nur noch die Hälfte raus. Wer würde so etwas wollen? Und tatsächlich bekommt man nur ein Drittel zurück, da neben der Physik auch noch die technische Umsetzung ihre Reibungsverluste hat.

Die Architekten unserer Energiewende möchten trotzdem so etwas haben. Wind und Photovoltaik bringen zwar nicht immer den Strom, der gerade gebraucht wird, dafür liefern sie zu anderen Zeiten des Guten zu viel. Diesen Überschuss könnte man verwenden um Wasserstoff herzustellen, den man gut aufhebt und erst dann wieder zu Strom macht, wenn Wind und Sonne schwächeln.

Aber nicht nur das. Man könnte flächendeckend unsere Autos mit H2Tanks und Brennstoffzellen ausstatten und sie elektrisch betreiben – total karbonfrei. Und auch die Luftfahrt könnte man auf Wasserstoff umstellen – trotz der schlechten Erfahrungen, die man bei der Hindenburg gemacht hat.

Wird das kommen?

Die neue Goldmine

Prinzipiell ist H2 also der verzweifelt gesuchte Stromspeicher, wenn auch mit katastrophal schlechtem Wirkungsgrad. Damit sich das Modell technisch rechnet müsste der Überschuss an alternativer Energie in Hoch-Zeiten – über Wochen und Monate gemittelt –  dreimal so hoch sein, wie der Mangel in Flaute-Perioden.

Davon ist man heute weit entfernt. Aber ist es unmöglich? Nein – aber es wäre wirtschaftlicher Selbstmord, denn dieses Vorgehen würde den Strom noch teurer machen, als er ohnehin schon ist. Man müsste Wind und Solar aggressiv ausbauen, damit der Überschuss bei Sonne gesteigert und der Mangel bei Flaute verringert werden. Wird das geschehen?

Ich habe keine Zweifel. Das wird der finale Akt im Drama Namens Energiewende; einer Tragödie geprägt von mutwilliger Blindheit gegenüber ökonomischen Realitäten, getrieben von Ideologie und Rechthaberei, frei von Logik und Professionalismus. Und mit diesem letzten Vorhang endet dann auch die Erfolgsgeschichte der deutschen Industrie – „Not with a Bang, but with a Whimper“ – Nicht mit einem Knall, sondern einem Wimmern.

Für Insider allerdings gibt es bis dahin ein noch ein sehr lukratives „Win – Win“ Geschäft: Deutschland wird endlich flächendeckend bis in den letzten Winkel mit Wind und Solar zugebaut. Das bringt weitere Milliarden auf einem etablierten Geschäftsfeld zwischen gut eingespielten Partnern. Parallel dazu wird die neue H2 -Industrie aufgebaut, die ähnlich gigantische Ausmaße haben wird (“Sogar die Bundesregierung denkt bei dem Thema groß“). Das wird dann eine zweite, neue Goldmine, in der die Steuergelder der wehrlosen Bürger mit großen Baggern geschürft werden.

Hatten wir oben gesagt „ein schlechtes Geschäft?“… Nicht für jeden!

 

Dieser Artikel erschien zuerst bei www.think-again.org und im Buch „Grün und Dumm“ https://think-again.org/product/grun-und-dumm/.

Außerdem bei der Achse.

 




Energieträger Wasserstoff: Jetzt wird der Wasserstoff grün angestrichen (Teil 1)

Nach Scheitern der Energiewende und der Elektromobilität lautet nun die neue Parole: ‚Wasserstoffrepublik‘. Nüchtern betrachtet ist das Element wenig aussichtsreich als Energieträger der Zukunft.

Nur wenige kurze Sätze in den 21 Seiten des Papiers »Zukunfts-Strategiedialog Energieforschung« sind dem Thema Wasserstoff gewidmet: »Auf absehbare Zeit geringe energiewirtschaftliche Bedeutung«, steht da. Und: »Forschung und Entwicklung nur verfolgenswert, wenn Wasserstoff als Energiespeicherungs-Medium eingesetzt wird.«  Das ist allerdings schon eine ganze Weile her, die Zeilen wurden bereits im Jahre 1995 formuliert.

Möglicherweise könne Wasserstoff irgendwann einmal seinen Part in einem umweltfreundlichen Energiesystem übernehmen. Vor »uneinlösbaren kurzfristigen Erwartungen« jedoch sei zu warnen. Das verkündete in holprigen Sätzen eine Umweltministerin bei der 11. Weltwasserstoffkonferenz in Stuttgart, der »Hydrogen ‘96«, über die auch der Spiegel berichtete. Ebenfalls ein paar Jahre her ist das, es war am 4. November 1996. Und die Ministerin, die das sagte – das war seinerzeit Angela Merkel. Sie hatte die Aufgabe, den kühnen Wasserstoffplänen der versammelten internationalen Fachleute und deren Erwartungen nach staatlichen Fördermillionen eine Absage zu erteilen. Denn kurz zuvor strich das Bundesforschungsministerium das Budget für die Wasserstoffforschung von bereits bescheidenen 15 Millionen auf fünf Millionen Mark zusammen.Neben vielen anderen hatte sich auch der frühere Bayerische Ministerpräsident Franz Josef Strauß zu seinen Lebzeiten für eine Wasserstoffwirtschaft stark gemacht – das müsste heute eigentlich ausreichen, sich dagegen auszusprechen.

Als »riesige Blendgranate« bezeichnete einst in einem erinnerungswürdigen Interview mit dem Deutschlandfunk der Energieexperte Dr. Ulf Bossel vom Europäischen Brennstoffzellenforum eine Wasserstoffwirtschaft. Angesichts der schlechten Energiebilanz werde »auch niemand so dumm sein, um hier in eine Wasserstoffinfrastruktur zu investieren«, meinte er, eigentlich ein ‚Wasserstoff-Fan‘. Wasserstoff sei ein denkbar ungeeigneter Energieträger, da bei seiner Herstellung viel Energie verbraucht und bei Transport und Lagerung viel Energie verloren gehe. 

Um Wasserstoff herzustellen, benötige man erhebliche Mengen an Strom. Er verwies auch darauf, dass viel Wasser bei der Herstellung durch die Elektrolyse gebraucht werde: »Um ein Kilo Wasserstoff herzustellen, das entspricht etwa drei Liter Benzin, brauche ich neun Kilogramm Wasser. Und das habe ich garantiert in der sauberen Form nicht dort, wo ich viel Sonnenenergie habe.«

»Wenn ich aus Wasser Wasserstoff mache durch Elektrolyse, verliere ich ungefähr ein Drittel der Energie, ein Drittel des Stroms ist weg. Dann muss ich den Wasserstoff ja transportfähig machen. Ich muss ihn entweder komprimieren, da verliere ich etwa 10 bis 15 Prozent der Energie, oder ich muss ihn verflüssigen, da verliere ich etwa 40 Prozent der Energie.«

»Und dann habe ich das Transportproblem«, listet er die Kehrseiten weiter auf. »Ich muss den Wasserstoff also, wenn ich ihn in Patagonien mache, muss ich ihn per Schiff nach Hamburg bringen. Das kostet wiederum Energie, ungefähr ein Drittel des Wasserstoffs, den ich im Schiff habe, verliere ich bei einer Fahrt von Patagonien nach Hamburg.«

»So viel?« Wirft erkennbar geschockt der Moderator ein.

»Ich kann nur ein Drittel der Ladung wirklich in Hamburg anlanden und nutzen«, rechnet Bossel ungerührt fort. Reiner Wasserstoff allein nutze nicht viel: »Ich muss ihn ja umsetzen, entweder in einer Brennstoffzelle mit 50 Prozent Wirkungsgrad, wenn es gut geht, oder in einem Wasserstoffmotor mit 40 Prozent, wenn es gut geht. Das heißt, da habe ich noch mal Verluste, bis ich nachher endlich wieder zu dem komme, was ich ursprünglich hatte, nämlich dem Strom. Das heißt, von dem Strom, wenn ich unter einem Atomkraftwerk zum Beispiel Wasserstoff bei uns herstellen wollte, dann kann ich über die Leitung etwa vier mal mehr Energie transportieren, als ich über den Wasserstoff transportieren kann. Ich brauche also vier Kernkraftwerke, um den gleichen Kundennutzen zu haben.«

Kein Wunder, dass Ulf Bossel zu dem Schluss kommt: »Wasserstoff löst keine Energieprobleme«. ( Leibniz-Institut, 2010). 

Aber auch das Interview ist schon zwölf Jahre alt. Unter Bundeswirtschaftsminister Altmaier und Bundesforschungsministerin Anja Karliczek haben sich die technischen Erkenntnisse gewandelt.

Die Energiewende scheitert und die Elektromobilität scheitert; da könnten möglicherweise irgendwann die Bürger wütend werden, wenn sie erkennen, dass für dieses Scheitern gut funktionsfähige Kernkraftwerke abgerissen und die Grundlagen eines Industrielandes in Schutt und Asche gelegt werden. Also müssen neue Parolen dringend her: die von der ‚Wasserstoffrepublik‘, in die sich Deutschland wandeln soll. In der bekommen erst einmal die armen Moleküle des Wasserstoffs genau wie die Elektronen des Stroms erst einmal eine Farbe und werden grün angestrichen.

Dazu feuern die Medien Jubelberichte über »Begeisterung nach Testphase mit Wasserstoff-angetriebenen Zügen« ab. Dieselloks würden damit verdrängt, wie es in schwärmerischen Berichten heißt, Lastwagen könnten damit angefeuert werden und Pkw sowieso.

‚Grüner Wasserstoff‘, durch Sonne und Wind erzeugt, sei der ‚Energieträger der Zukunft‘, so Karliczek. »Wir brauchen ein Cape Canaveral des Wasserstoffs in Deutschland«. Die Hotelfachfrau aus dem Münsterländischen stammt aus dem merkelschen Polit-Bollwerk, sitzt auf dem Chefsessel des Bundesforschungsministeriums und will bis zum Jahr 2025 eine Innovationsoffensive »Wasserstoffrepublik Deutschland« umsetzen. Milliarden sollen für einen guten Zweck fließen, zur Förderung der Wasserstofftechnologie: »Wir wollen Weltmeister auf dem Gebiet des Grünen Wasserstoffs werden. Wir wollen in Deutschland die Technologien erforschen, entwickeln und herstellen, die weltweit Standards setzen und das Potential haben für neue Exportschlager `Made in Germany`.«

Statt Cape Canaveral könnte Lakehurst der passendere Vergleich sein. 1937 verschwand der deutsche Super-Zeppelin »Hindenburg« nach einer Atlantik-Überquerung in einer gewaltigen Explosion beim Landeplatz in Lakehurst vom Himmel. Er war mit dem Wasserstoffgas gefüllt, das zwar leicht ist, jedoch extrem brennt. Ein schönes Sinnbild für den Knallgaseffekt. Helium, das wussten die deutschen Ingenieure zwar, ist unbrennbar, also besser, aber die USA rückten nichts von diesem raren Edelgas heraus.Lakehurst zeigte: Der Umgang mit Wasserstoff ist schwierig, ihn beherrschen die Fachleute trotz gelegentlich explodierender Tankstellen prinzipiell heute durchaus. Allerdings ist die aufwendige Handhabung entsprechend teuer.

Nichtsdestotrotz herrscht seit einiger Zeit wieder Goldgräberstimmung in der Branche. »Kaum ein Thema elektrisiert große Teile der deutschen Wirtschaft derzeit mehr als Wasserstoff«, notierte das Handelsblatt anläßlich einer Konferenz »Wasserstoff und Energiewende«. Die Gäste kommen angerannt, die Regierung »hat die Aufmerksamkeit von Stahl- und Chemiebranche, Energiewirtschaft, Autokonzernen, Anlagenbauern und Netzbetreibern«.

Kein Wunder, es werden horrende Summen verteilt. Da kann man schon mal wie Niedersachsens Ministerpräsident Stephan Weil rufen: »Deutschland braucht mehr Tempo bei der Energiewende – und muss auf Wasserstoff setzen 

Als Industrievertreter muss man dann auch peinliche Sprüche aus dem Munde des Wirtschaftsministers an sich abperlen lassen: »Gas ist sexy

Klar war den Experten stets, dass eine mächtige Energiequelle zur Erzeugung von Wasserstoff vonnöten sei. Die einzige Quelle, die preisgünstig gigantische Mengen an Strom erzeugen kann, ist jedoch die Kernkraft. Idee der frühen Wasserstoffbefürworter: Hochtemperaturreaktoren sollten preiswert Wasserstoff als Energieträger erzeugen.

Einer der Pioniere einer deutschen Wasserstofftechnologie nach dem Zweiten Weltkrieg war übrigens Ludwig Bölkow (1912-2003). Der hatte den »Deutschen Wasserstoffverband« mit begründet. Da war er allerdings schon »pensioniert« und zum »Ökopazifisten« gewandelt. Er hatte seine Ader zu den »Grenzen des Wachstums« und zur Rettung der Menschheit entdeckte. Zuvor hatte er mit der Entwicklung von tüchtigem Luftfahrtkriegsgerät kräftig, nun ja, eher zum Gegenteil beigetragen. Mit leistungsschwachem Elektro- oder Brennstoffzellenantrieb hätte Bölkow früher jedoch nie ein leistungsfähiges Kampfflugzeug in die Luft gebracht.Die auf seine Stiftung zurückgehende »Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH« zeichnet heute für »grüne« Energien und Wasserstoff mit verantwortlich und kann sich auch über die neuen Milliarden freuen.

»Weil es eine Riesen-Wasserstofflobby gibt«, antwortete seinerzeit Experte Bossel auf die Frage, warum die Politik trotz der desaströsen Energiebilanz dennoch am Wasserstoff festhalte, »weil sie bei ihren Anhörungen nicht die kritischen Stimmen hört, sondern lediglich die, die an Wasserstoffprogrammen beteiligt sind. Und für die ist das natürlich dann ein Selbstbedienungsladen. Sie befürworten die Wasserstoffprogramme, weil sie dann entsprechend partizipieren.« 

Jetzt riecht es wieder nach Desertec, jenem kolossalen Schwindel, der aus Nordafrika je nach Gusto Strom, Wasserstoff oder sonstige Energien nach Europa zu führen versprach. Die hochfliegenden Pläne versandeten. Grund: Neben technischen und politischen Schwierigkeiten sprach sich ihre Unwirtschaftlichkeit langsam überall herum. Das, was Sonne und Wind liefern, ist einfach deutlich zu wenig an Energie. Eine Technologie, die nur mit Förderung funktioniert, kann wohl schwerlich als »die Zukunftstechnologie« verkauft werden.

Das hätte sich Henry Cavendish wohl in seinen kühnsten Träumen nie vorgestellt. Er war zwar ein schrulliger Naturwissenschaftler, aber so schrullig nun auch wiederum nicht, dass ihm eingefallen wäre, Wasserstoff als wichtigsten Energieträger einzuführen, dazu noch mit dem albernen Modelabel »CO2 frei« etikettiert. Vollends vor Lachen geschüttelt hätte es ihn, hätte er den Spruch vom »Zeitalter einer Wasserstoffwirtschaft« gehört, der gerade losgelassen wird.

Der Engländer Cavendish hatte bereits 1766 reinen Wasserstoff als erster isolieren und zeigen können, dass es ein chemisch nicht weiter teilbares Element ist. Als nüchterner Naturforscher war sein Prinzip »beobachten, messen und Fakten sammeln«. Wasserstoff produziert bei der Verbrennung mit Sauerstoff Wasser. 20 Jahre später wollte in Paris der schon damals bedeutende französische Chemiker Antoine Laurent de Lavoisier zeigen, dass bei chemischen Reaktionen keine Masse verloren geht und erhitzte Wasser in einem abgeschlossenen System. Er ließ das entstandene Wasserstoffgas knallen, erschreckte mit »Knallgasexplosionen« sein Publikum. »Hydro-gène«, »wasserproduzierend« nannte er das Gas. Beiden Naturwissenschaftler gemein war, dass sie sich nicht nur dafür interessierten, dass etwas funktioniert. Entscheidend ist vielmehr: Wieviel kommt dabei heraus? Wie sehen Massenbilanzen und Reaktionsgleichungen aus? Lavoisier war bekannt dafür, dass er Messmethoden für Massen und Gewichte entwickelte und peinlich genau bei jedem Experiment seine Messergebnisse aufzeichnete. Fakten als Grundlage für Erkenntnisse und Schlussfolgerungen.Genau das unterscheidet sie von heutigen Berliner Energiewendern und Propagandisten einer Wasserstoffwirtschaft. Die ehernen Regeln gelten heute zunehmend als veraltet. Wissenschaft und Technik haben sich dem Politwillen zu unterwerfen, und der ist im Zweifel »grün«.

Nachzutragen ist, dass die fanatischen französischen Revolutionäre mit dem Jahrhundertkopf Antoine de Lavoisier einen der führenden Wissenschaftler der damaligen Zeit guillotinierten. Der blindwütige Richter des Revolutionstribunals soll bei dem Schnellverfahren erklärt haben: »Die Republik braucht keine Wissenschaftler, ein einziger Mann von Geist an der Spitze des Staates reicht.«


Im zweiten Teil gehen wir auf die vergeblichen Versuche der Autoindustrie ein, dem Auto das Fahren mit Wasserstoff beizubringen.

Der Beitrag erschien zuerst bei TE hier