Wo kommt der Wasserstoff her?

Ein Gespräch mit Forscher Walter Schütz von Future Camp über Wasserstoff als Energieträger

Wasserstoff gilt als der Energieträger der Zukunft schlechthin. 1999 prognostiziert der ehemalige Shell-Chef Peter Schwarz im Buch "The Long Boom": "Ab 2050 wird die Welt auf der Grundlage von Wasserstoff arbeiten oder nahe genug daran sein, um es das Wasserstoff-Zeitalter zu nennen." Im Jahre 2002 sah Jeremy Rifkin das genauso in seinem Buch Die H2-Revolution. Von Brennstoffzellen in Autos bin hin zur Speicherung von "überschüssiger" Energie soll der Wasserstoff vor allem das Öl ablösen - und das ohne jegliche Umweltbelastungen.

Craig Morris sprach mit Dr. Walter Schütz, Geschäftsführer der Münchner Future Camp GmbH, die sich unter anderem mit Klimaschutz, Wasserstoff, nachhaltiger Energienutzung und neuen Energiesystemen beschäftigt.

Toyota und Honda haben beide am 2. Dezember 2002 Autos mit Brennstoffzellen auf den Markt gebracht - allerdings zum stolzen Leasing-Preis von 6.000-9.000 US-Dollar pro Monat. Wann bekommen wir bezahlbare Wasserstoff-Autos?

Walter Schütz: Die Angaben der verschiedenen Hersteller, dass bereits 2003-2004 Kleinserien auf den Markt zu erschwinglichen Preisen kommen, wurden in den letzten Jahren immer weiter nach hinten geschraubt. Im Herbst 2002 gab es die Meldung, dass sich die Brennstoffzelle erst 2010-2012 durchsetzen wird oder zumindest in Kleinserien kommen wird. D.h. bis dahin soll es diese Autos zu erschwinglichen Preisen geben.

Weshalb sind diese Brennstoffzellen so teuer?

Walter Schütz: Der wesentliche Kostenfaktor sind immer noch die Membranteile aus Platin, einem sehr teueren Metall. Dann muss es eine Serienproduktion geben. Aber die Brennstoffzelle wird sich nur durchsetzen, wenn ein damit ausgestattetes Auto ähnlich gut funktioniert wie ein bestehendes Fahrzeug. Wenn einer eine gute Lösung für die Membrane hat, ist das Thema vielleicht auch in 5 Jahren erledigt.

Wo soll der Wasserstoff herkommen?

Aber noch ist keine Infrastruktur vorhanden, d.h. Tankstellen, Pipelines, Speichertanks, usw. Inwiefern kann die bestehende Infrastruktur für Öl und Gas verwendet werden?

Walter Schütz: Das ist ja die Schlüsselfrage: Wo kommt der Wasserstoff her? Entweder man erzeugt den Wasserstoff im Fahrzeug, dann könnte man die bestehende Infrastruktur nutzen, indem man z.B. an der Tankstelle Benzin tankt, um es im Fahrzeug in Wasserstoff umzuwandeln. Aber das ist nur ein Übergangsszenario. Langfristig muss es schon darum gehen, dass man im Fahrzeug Wasserstoff dabei hat. Dann gibt es noch zwei Fragen, die gelöst werden müssen: 1.) Wie kommt der Wasserstoff ins Fahrzeug? Und 2.) Wie wird er dann im Fahrzeug transportiert?

Und die vorläufige Antwort lautet?

Walter Schütz: Es kann im Fahrzeug Hochdruckbehälter für Wasserstoff geben, oder - wie BMW das macht - Behälter für Flüssigwasserstoff. Flüssigwasserstoff muß -250° C kalt sein. Diese zwei Ansätze - Druck und tiefe Temperaturen - sind aber nicht die beste Lösung. Wir bei Future Camp forschen deshalb an neuen Methoden zur mobilen Speicherung, d.h. Speicherung in Kohlenstoff-Nanostrukturen.

Bei der Infrastruktur selbst versucht man den Wasserstoff so nah wie möglich an den Kunden zu bringen, d.h. Erdgas an die Tankstellen zu bringen, um es in einem chemischen Prozess in einem sogenannten "steam reformer" in Wasserstoff umzuwandeln, der dann an der Tankstelle zwischengelagert wird. Eine andere Möglichkeit, die die Linde AG - (sie betreibt den weltgrößten Komplex für Gaserzeugung in Leuna - CM) - propagiert, ist, dass man an der Tankstelle einen Tank im Boden vergraben hat, der Flüssigwasserstoff enthält.

Wie sicher sind diese Szenarien? Seth Dunn von WorldWatch argumentiert in seiner Studie Hydrogen Futures, dass der Wasserstoff sogar sicherer sei als Benzin. Und die Japaner wollen bis 2010 immerhin 50.000 solche Fahrzeuge auf den Strassen haben. Stellen diese Wasserstoff-Tanks nicht eine große Gefahr dar, und sind Wasserstoffautos keine fahrenden Wasserstoffbomben? Was passiert bei einem Unfall?

Walter Schütz: Ich glaube keinesfalls, dass ein Wasserstofffahrzeug gefährlicher ist als ein Benzinfahrzeug. Und wenn Sie sehen, wie selten es passiert, dass ein Benzintank zu brennen anfängt - ungefähr daran muss man die Gefahr messen. Ich selber denke, dass ein Wasserstoffauto ungefährlicher ist, weil ein Wasserstoffbrand über einem stattfindet, denn Wasserstoff ist extrem leicht flüchtig, während es bei auslaufendem Benzin um einen herum brennt. Also ich denke, wenn es sich nicht um eine Detonation handelt, ist Wasserstoff ungefährlicher.

Auch Wasserstoff muss erst hergestellt werden

Es gibt noch ein weit verbreitetes Missverständnis: Vielen ist offenbar nicht klar, dass Wasserstoff keine primäre Energiequelle, sondern lediglich einen Energieträger darstellt. Anders gesagt: Man muss ihn erst aus anderen Energiequellen herstellen. Daher melden sich mittlerweile kritische Stimmen, die behaupten, dass Wasserstoff zwar selbst umweltverträglich ist, weil nur Dampf aus dem Auspuff kommt, aber dass Abgase bei der Reformierung entstehen, d.h. im Kraftwerk. Oder man macht Wasserstoff - wie Sie es beschrieben haben - direkt im Fahrzeug aus Benzin. Wenn "kleine" Brennstoffzellen in Campers Verwendung finden, um bei Motorstillstand den Bordstrom für PCs und Fernseher zu liefern, führt die Einführung der Brennstoffzelle paradoxerweise zu einem erhöhten Verbrauch von fossiler Energie?

Walter Schütz: In der Übergangsphase vielleicht, aber der Strom im Camper kommt sowieso aus Kraftwerken, also eher nicht. Das wird sich ungefähr die Waage halten. Aber es stimmt, dass viele eben nicht mit berücksichtigen, dass der Wasserstoff erst hergestellt werden muss - heute zu 90% aus Erdgas, z.B. bei Linde. Das Ziel ist natürlich, das Ganze regenerativ zu machen.

Das ist eine große Hoffnung der Solarbranche, denn man kann Strom aus Sonne und Wind nur erzeugen, wenn die Sonne scheint und der Wind weht, und eben nicht dann, wenn man Strom braucht. In Großbritannien fürchten die Versorger nun, dass mehr Windenergie zu mehr Überkapazitäten führen wird - bis 2010 sollen es 60% werden. Und in Island gibt es bereits soviel Strom aus Geothermie und Wasserkraft, dass man sich dort Gedanken macht, wie man den ganzen Strom exportieren kann. Liegt die Zukunft des Wasserstoffs in der Speicherung von solchem "überschüssigen Strom" aus regenerativen Quellen?

Walter Schütz: Ich würde sagen ja, denn Wasserstoff ist ein ideales Medium dafür. Allerdings nur, wenn es energetisch Sinn macht. Wenn es z.B. nur als Zwischenstufe in einer Transportkette dient, eher nicht. Erst aus Strom Wasserstoff zu machen und dann später daraus Strom zu machen - das eher nicht.

Weil es bei jeder Umwandlung zu Verlusten kommt.

Walter Schütz: Ja.

Chancen für die Gentechnik

Wie sehen Sie die Zukunft des Wasserstoffs?

Walter Schütz: Für mich stellt sich vor allem die Frage, wo der Wasserstoff herkommt. Ich denke, wir müssen neue Wege suchen. Ich war Ende November 2002 am Deutschen Wasserstoff-Energietag in Essen, wo man sich dafür eingesetzt hat, Wasserstoff aus Kohle zu machen - ein Verfahren, das aus dem Zweiten Weltkrieg kommt, als man Benzin aus Kohle gemacht hat. Der Grund ist, dass Kohle wesentlich länger als Erdöl auf der Erde vorhanden sein wird und auch wesentlich besser verteilt ist als Erdöl oder Erdgas. Da wird also Wasserstoff mit Kohle verquickt.

Für mich persönlich ist dies auch ein Übergangszenario, weil hier der Wasserstoff nicht regenerativ erzeugt wird. Man braucht andere Verfahren, wie z. B. biologische. Ich sehe eine Chance in der Gentechnik, dass man z.B. Bakterien oder Grünalgen, die Wasserstoff produzieren, optimiert, und ich glaube, dass die Gentechnik ihren Sinn und Berechtigung dort hat. Aber vielleicht muss man gar nicht so viel optimieren, sondern nur optimale Bedingungen herstellen, so dass man Wasserstoff auf biologischen oder biochemischen Wege machen kann. (Stichwort biohydrogen - CM)

Es gibt auch Ansätze, mit denen man Wasserstoff photochemisch erzeugt. Hier scheint die Sonne beispielsweise auf ein Aquarium, in dem Wasserstoff in Form von aufsteigenden Gasblasen von solchen Einzellern o.ä. produziert wird. Diese Wege sind noch wenig erforscht, aber sie sind Optionen für die Zukunft. Wir brauchen eine kurzfristige Lösung für die Übergangsphase, aber wir müssen uns auch langfristig darüber Gedanken machen, wie wir das Energieproblem für künftige Generationen lösen können, weil die Kohle auch nicht ewig reicht. (Craig Morris)