Ineffizienter Wasserstoff, Klimaschutzeffekt eines Tempolimits und Atomkraft statt Kohle

Drei Fragen aus dem Forum. Eine Telepolis-Kolumne.

Wie ineffizient ist Wasserstoff?

Den Artikel "Warum Wasserstoff als Erdgas-Ersatz ein Märchen ist" von Christoph Jehle und Ralf Streck kommentiert ein User wie folgt:

Zwei Elefanten im Raum

1. Atomstrom

2. Gas (aus Russland)

Niemand wird daran vorbeikommen.

Im Artikel fehlt übrigens eine einfach physikalische Betrachtung der In-Effizienz und damit auch der Nachhaltigkeit von Wasserstoff im Vergleich zu bisherigen Energieträgern. (...) Immerhin fällt der Satz:

"Erst wenn die Stromerzeugung aus Erneuerbaren einen massiven Überschuss liefern würde, könnte man überhaupt an die Erzeugung von grünem Wasserstoff denken."

Auf die Ineffizienz von Wasserstoff gegenüber anderen Technologien wird im Artikel tatsächlich an mehreren Stellen eingegangen. Beispielsweise wird darauf verwiesen, dass mit erneuerbarem Strom betriebene Wärmepumpen sehr viel effizienter für die Heizung sind, als mit erneuerbarem Strom Wasserstoff herzustellen um damit Gebäude zu heizen.

Die Herstellung von "grauem Wasserstoff", also solchem aus fossilen Brennstoffen, ist natürlich noch weniger zu empfehlen, auch in Bezug hierauf steht im Text: "Pro gewonnener Tonne Wasserstoff entstehen gleichzeitig zehn Tonnen CO2, sodass sich grauer Wasserstoff klimaschädlich auswirkt."

Zur Effizienz von "grünem Wasserstoff" schreibt das Umweltbundesamt:

Der Wirkungsgrad der Wasserstoffelektrolyse unterscheidet sich je nach konkretem Verfahren, näherungsweise kann von 75 Prozent ausgegangen werden. Es ist denkbar, die Abwärme aus der Wasserstoffherstellung in Wärmenetze einzuspeisen, um einen Teil der Verluste der Elektrolyse nutzbar zu machen. Bei der Herstellung von grünem Wasserstoff entsteht kein CO₂ als schädliches Treibhausgas. Im Zentrum einer treibhausgasneutralen und nachhaltigen Entwicklung sollte daher grüner Wasserstoff stehen.

Umweltbundesamt

Wie "effizient" Wasserstoff ist, liegt aber letztlich an der Anwendung und welche Alternativen zur Verfügung stehen. So ist es ebenfalls effizienter einen Pkw batterieelektrisch zu betreiben, anstatt auf Wasserstoffbasis mit Brennstoffzelle oder gar mit aus Wasserstoff hergestellten synthetischen Kraftstoffen.

"Je nach E-Fuel-Anwendung liegt der Wirkungsgrad von Strom zu Nutzenergie zwischen etwa zehn Prozent und 35 Prozent, was zu einem Bedarf an erneuerbarer Stromerzeugung führt, der zwei- bis 14-mal höher ist als bei direkten Elektrifizierungsalternativen", heißt es beispielsweise in einer 2021 im Magazin Nature veröffentlichten Studie.

Wasserstoff beziehungsweise E-Fuels sollten daher nur in Bereichen eingesetzt werden, die nicht direkt mit erneuerbarem Strom betrieben werden können. Dazu gehören die Stahlindustrie, der Langstreckenflugverkehr oder die Langstreckenschifffahrt. Atomstrom und fossiles Erdgas sollten hingegen am besten durch erneuerbaren Strom ersetzt werden.