„Kein Weg“ zu Klimaneutralität ohne Wasserstoff!
Europa muss die Wasserstoffwirtschaft ernst nehmen, wenn es wirklich so schnell wie möglich die Netto-Null-Emissionen erreichen will, sagt Nils Anders Røkke. Aus diesem Grund sei entkarbonisiertes Erdgas mit Hilfe der Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) von entscheidender Bedeutung, um die Wasserstoffproduktion kurzfristig anzukurbeln.
Nils Anders Røkke ist ein norwegischer Wissenschaftler und Wirtschaftsführer. Er ist Executive Vice President für Nachhaltigkeit bei SINTEF , dem größten norwegischen Forschungsinstitut. Seit Mai 2017 ist er Vorsitzender der European Energy Research Alliance , der Forschungs- und Innovationssäule des EU-Strategieplans für Energietechnologie.
Røkke sprach mit EURACTIVs Herausgeber für Energie und Umwelt, Frédéric Simon.
INTERVIEW-HIGHLIGHTS:
Für die Dekarbonisierung des europäischen Energiesystems werden große Mengen Wasserstoff benötigt
Die Produktion von grünem Wasserstoff wird jedoch zunächst begrenzt sein, da erneuerbarer Strom vorrangig in das Stromnetz eingespeist werden muss
Dies bedeutet, dass andere Wege zur Erzeugung von Wasserstoff unter Verwendung von Erdgas mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) von entscheidender Bedeutung sind
Bestehende Erdgasnetze können zu 100% auf Wasserstoff umgerüstet werden, es sind jedoch Anreize erforderlich, um die Umstellung zu unterstützen, insbesondere auf Verteilerebene
Durch die Umwandlung des gesamten Erdgases in Wasserstoff würden in Europa jährlich rund 800 Millionen Tonnen CO2 oder rund 19% der derzeitigen Emissionen des Kontinents eingespart
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Kann Europa sofort zu grünem Wasserstoff übergehen und die Phase des grauen und blauen Wasserstoffs überspringen?
Ein Sprung nach vorn würde bedeuten, dass genügend erneuerbare Energiequellen zur Verfügung stehen, um grünen Wasserstoff zu produzieren.
Aber ich denke nicht, dass das bald genug sein wird, da derzeit nur etwa 30% des Stroms in Europa aus erneuerbaren Energien stammt. Sie müssten also zuerst den gesamten Elektrizitätssektor dekarbonisieren, um Elektrolyseuren sauberen Strom zur Erzeugung von grünem Wasserstoff zu liefern.
Die Produktion von grünem Wasserstoff wird mit der Zeit allmählich zunehmen und parallel zu anderen Wasserstoffquellen laufen. Die produzierbaren Mengen sind jedoch zunächst begrenzt, da erneuerbarer Strom vorrangig für die Einspeisung in das Stromnetz verwendet werden muss. Es ist sinnvoller, diesen Strom direkt ins Netz zu schicken, als ihn wegen der Umwandlungsverluste in Wasserstoff umzuwandeln. Die erste Priorität ist also die Nutzung des Ökostroms.
Dann besteht das Problem, den überschüssigen Strom aus erneuerbaren Quellen zu speichern. Und das geht mit Wasserstoff. Dies wird jedoch nicht ausreichen, um die enormen Mengen an Wasserstoff bereitzustellen, die zur Dekarbonisierung des europäischen Energiesystems erforderlich sind.
Ich denke, wir müssen die Phase der Wasserstoffgewinnung aus Erdgas mithilfe der Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) durchlaufen. Voraussetzung dafür ist jedoch, dass Speicherplatz für das CO2 zur Verfügung steht.
Das nennt sich Blue Hydrogen und nutzt die CCS-Technologie, um die Emissionen unter der Erde zu begraben.
Ja. Betrachtet man heute die gesamte Wasserstoffproduktion, so stammen nur 5% aus der Elektrolyse. Der Rest stammt aus Kohle, Öl und Gas, die Treibhausgase ausstoßen.
Und das kann nicht weitergehen. Wir müssen also die Menge an grünem Wasserstoff, der durch Elektrolyse erzeugt wird, erhöhen und gleichzeitig die Mengen produzieren, die für die Entwicklung der Wasserstoffwirtschaft mit blauem Wasserstoff aus Erdgas erforderlich sind.
Und die Möglichkeit, die Lautstärke zu erhöhen, besteht darin, CCS massiv zu nutzen, richtig?
Ja, um größere Mengen zu erzielen, ohne die Emissionen zu erhöhen, müssen Sie das CO2 speichern. Und das Endprodukt ist wirklich Wasserstoff.
Erdgas, wie wir es heute kennen, ist in Europa weit verbreitet. Es muss jedoch gereinigt werden, bevor es verwendet werden kann - Sie müssen Schwefel und andere Verunreinigungen entfernen. Und das CO2 herauszunehmen ist nur ein weiterer Schritt in diesem Prozess. Nur dass das Endprodukt kein Erdgas mehr ist, sondern Wasserstoff.
Forscher: 100% erneuerbare Energie benötigt "viel grünen Wasserstoff"
Die Erzeugung von sogenanntem grünem Wasserstoff aus Wind- und Solarstrom wird als potenzieller Wegbereiter für den Übergang zu einem 100% erneuerbaren Energiesystem angesehen. Die Anreise wird jedoch einige Zeit in Anspruch nehmen, und es sind einige Zwischenlösungen erforderlich, sagt Daan Peters.
Die EU strebt an, bis 2050 klimaneutral zu werden. Das heißt, kein Erdgas mehr, sondern ein fossiler Brennstoff. Wo passt also Wasserstoff in einen emissionsfreien Kontext?
Es wird entscheidend sein. Es gibt keine Möglichkeit, diese Transformation bis 2050 zu vollziehen, ohne die Wasserstoffwirtschaft in Europa und weltweit zu entwickeln. Und ich denke, das wird oft übersehen.
Nicht alle Länder haben Zugang zu billigem Strom oder eigenen Produktionsmitteln für erneuerbare Energien. Daher denke ich, dass Wasserstoff auch für Energieimportländer von großer Bedeutung sein wird.
Welche Anreize könnten gesetzt werden, um die Wasserstoffwirtschaft anzukurbeln?
Die Infrastruktur ist natürlich unabdingbar - um den Zugang zu Wasserstoff zu gewährleisten. Die Wasserstoffproduktion in kleinem Maßstab - etwa 10 MW - wird wahrscheinlich am besten durch Elektrolyse bedient, da Strom aus dem Verteilungsnetz verwendet werden kann.
Für die Produktion in großem Maßstab sind jedoch Anreize für den Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur erforderlich. Und dafür besteht die Möglichkeit, die Erdgasinfrastruktur wieder zu nutzen. Dies kann schrittweise erfolgen, indem Wasserstoff in das Erdgasnetz eingespeist wird und schließlich auf 100% gebracht wird.
Eine 100% -ige Umstellung erfordert jedoch eine Modernisierung der Infrastruktur, da Wasserstoff sehr flüchtig ist und die Materialintegrität der Pipelines beeinträchtigen kann, wenn er nicht sorgfältig ausgewählt wird. Der Ausbau und die Unterstützung der Infrastruktur, zum Beispiel durch den Innovationsfonds der EU, wären also ein guter Anfang.
Die Kosten für diese Sanierung müssen enorm sein. Die Pipelines aus dem Boden zu nehmen, ihre Innenbeschichtung zu erneuern und sie wieder in den Boden zu legen, muss ein Vermögen kosten.
Ja, aber Sie müssen nicht alles renovieren, einige Pipelines können so verwendet werden, wie sie sind. Das Vertriebsnetz ist das problematischste, sie können manchmal sehr alt sein und müssen sowieso renoviert werden. In Nordengland stammt ein Teil des Gasverteilungsnetzes aus viktorianischer Zeit und musste renoviert werden, um wasserstoffkonform zu sein und den heutigen Sicherheitsstandards zu entsprechen
Denken Sie nur an die Infrastruktur, die wir für fossile Brennstoffe gebaut haben: Es ist wahrscheinlich die umfangreichste Infrastruktur, die der Mensch jemals gebaut hat. Sicherlich wird der Aufbau einer nachhaltigen Gasinfrastruktur mit Kosten verbunden sein. Dies ist jedoch ein Muss, um die CO2-Emissionen auf Null zu senken.
Wurden die Kosten für die Umstellung der gesamten Gasinfrastruktur auf Wasserstoff ordnungsgemäß bewertet?
Nicht für Europa als solches. Für das Projekt Nordengland gibt es einen Kostenvoranschlag .
Welche anderen Anreize könnte Europa für die Wasserstoffwirtschaft setzen?
Europa könnte sich stärker um Nachhaltigkeit im öffentlichen Auftragswesen bemühen und die Aufnahme emissionsfreier Lösungen in die Beschaffungsangebote zwingend vorschreiben. Dies würde zum Beispiel bei der Vergabe öffentlicher Aufträge für Gebäude helfen, zu denen auch die Wasserstoffinfrastruktur für die Heizung gehören könnte.
Dasselbe könnte für Fähren, Busse und alle Arten von Schwerlasttransporten getan werden.
Natürlich sage ich nicht, dass sich die Beschaffung auf Wasserstoff konzentrieren sollte - es sollte ein emissionsfreies Mandat sein, das allen Technologien offensteht. Dies würde jedoch im Vergleich zu anderen Technologien wie zum Beispiel Elektrobussen ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Wasserstoff und Wasserstoff sicherstellen.
Die Niederländer drängen darauf, die Wasserstoffemissionen in der EU rasch zu senken
Die Europäische Kommission sollte „so bald wie möglich“ einen EU-weiten Markt für Wasserstoff schaffen, anstatt darauf zu warten, dass auf erneuerbaren Energien basierende Sorten im Handel erhältlich sind, sagte ein hochrangiger niederländischer Ministerialbeauftragter.
Für Busse, LKWs und Fähren wird die Elektrifizierung immer billiger. Kann Wasserstoff konkurrieren?
Die Antwort hängt stark davon ab, über welche Infrastruktur Sie bereits verfügen. In Ländern wie Großbritannien, Belgien und den Niederlanden ist die Strominfrastruktur nicht so stark. Und ein Großteil der Heizung hängt vom Erdgasverteilungsnetz ab.
In diesen Ländern besteht die Priorität darin, Ihr Haus besser zu isolieren. Aber an Orten, die vom Erdgasnetz versorgt werden, kann Wasserstoff billiger sein als der Umstieg auf eine elektrische Wärmepumpe.
Verstehen Sie mich nicht falsch, wir brauchen alle Lösungen - erneuerbare Energien, Wärmepumpen, Batterien usw. Wir werden irgendwann sogar negative Lösungen für Kohlenstoff benötigen . Aber ich bin zuversichtlich, dass wir die Wasserstoffwirtschaft ernst nehmen müssen, wenn wir wirklich Netto-Null-Emissionen erreichen wollen.
Norwegen ist ein Pionier in der CCS-Technologie (Carbon Capture and Storage). Wie viel Blue Hydrogen könnte Norwegen mit CCS CO2-frei nach Europa liefern?
Wir exportieren heute rund 110 Milliarden Kubikmeter Erdgas pro Jahr nach Europa oder 1.400 TWh. Das könnte in 850-950 TWh Wasserstoff umgewandelt werden. Das wäre also ein ziemlicher Beitrag zur Emissionsfreiheit in Europa. Und wir könnten das CO2 hier speichern.
Wie werden 1.400 TWh Erdgas zu 850-950 TWh Wasserstoff?
Weil Sie Verluste beim Konvertierungsprozess haben.
Steht in Norwegen genügend Speicherplatz zur Verfügung, um alle damit verbundenen CO2-Emissionen unter Tage zu bringen?
Ja. Auf dem norwegischen Festlandsockel steht ausreichend CO2-Speicher zur Verfügung, um jahrzehntelange Produktion abzudecken. Das ist also eigentlich kein Problem.
Es geht eher um die Entwicklung eines Wasserstoffmarktes, weshalb die Infrastruktur so wichtig sein wird. Deshalb brauchen wir auch eine richtige Wasserstoffstrategie in Europa.
Norwegens Kohlenstoffspeicherprojekt wird von der europäischen Industrie vorangetrieben
Ein norwegisches Projekt zur Speicherung von Millionen Tonnen Kohlenstoffemissionen unter der Nordsee erhielt am Donnerstag (5. September) einen Schuss in den Arm, als einige der größten europäischen Industrieunternehmen Vorabvereinbarungen unterzeichneten.
Was ist der minimale CO2-Preis, der benötigt wird, um Wasserstoff anzuregen?
Nun, das ist eine sehr heikle Frage. Heutzutage nähert sich der Kohlenstoffpreis in Europa 30 Euro pro Tonne an. Sobald wir die Preisspanne von 40 bis 50 Euro erreicht haben, wird eine Menge mit CCS und Wasserstoff geschehen.
Was bedeutet, dass nicht viel passieren wird, wenn der Kohlenstoffpreis unter 40 Euro pro Tonne bleibt?
Ich denke, die Vorbereitungsarbeiten werden zu diesem Preis stattfinden.
Aber es wird nicht kommerziell sein. Es wird wohl auf öffentliche Mittel angewiesen sein.
Es wäre eine Frühphasenfinanzierung. Das brauchen alle Technologien.
Wenn wir jedoch das gesamte Erdgas in Europa dekarbonisieren und in Wasserstoff umwandeln müssten, würde dies etwa 800 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr oder etwa 19% der derzeitigen Treibhausgasemissionen in Europa entfernen. Und das ist ziemlich umfangreich.
Und Sie glauben, dass dies machbar ist?
Ich denke, darauf sollten wir hinarbeiten.
Aber hier kommt es auf Schnelligkeit an. Wenn Sie die IPCC-Projektionen bis 2050 sehen, ist eine sehr starke Reduzierung der Emissionen erforderlich, um die globale Erwärmung unter 1,5 ° C zu halten. Können wir es uns leisten, auf den Kohlenstoffpreis von 40 bis 50 Euro zu warten, bevor die Wasserstoffproduktion wieder zunimmt?
Deshalb müssen wir die Entwicklung der Infrastruktur für die Erzeugung, den Transport und die Nutzung von Wasserstoff beschleunigen. Und steigern Sie dies mit blauem Wasserstoff aus Erdgas und CCS.
Grüner Wasserstoff wird folgen und sich meiner Meinung nach irgendwann durchsetzen. Parallel dazu sinkt Erdgas Wasserstoff mit CCS. Wann das passieren wird, weiß ich nicht genau - irgendwann werden wir ein voll elektrifiziertes Stromnetz erreichen. Die emissionsfreien Elektronen können jedoch nicht vollständig entkarbonisieren - für den Übergang benötigen Sie auch emissionsfreie Moleküle wie Wasserstoff.
Wann denkst du sollte es passieren?
Wir sprechen wahrscheinlich über die 2040er bis 2050er Jahre. Wenn Sie sich den CO2-Fußabdruck von Blue Hydrogen ansehen und ihn mit grünem Wasserstoff unter Verwendung von Strom aus dem Stromnetz vergleichen, wird deutlich, dass Erdgas mit CCS umweltfreundlicher ist. Und das liegt daran, dass die erneuerbaren Energien derzeit nur etwa 30% des europäischen Stroms ausmachen - der Rest wird immer noch von umweltschädlicher Energie dominiert.
Deshalb mag ich die Unterscheidung zwischen Blauem und Grünem Wasserstoff nicht - in Wirklichkeit brauchen wir beides und Wasserstoff trägt keine Farbe. Tatsächlich sollten wir über sauberen Wasserstoff sprechen, eine Bezeichnung, die die Europäische Kommission in ihrem Strategieplan für das nächste Forschungsrahmenprogramm, Horizon Europe, übernimmt.
Deutschland will weltweit führend bei der Entwicklung von Wasserstofftechnologien werden
Deutschland beabsichtigt, jährlich 100 Millionen Euro in die Erforschung von Wasserstofftechnologien zu investieren. Dies könnte sowohl das Geschäft der Zukunft als auch der nächste Exportschlager des Landes sein. Die Zukunft des grünen Gases ist jedoch immer noch äußerst wackelig. EURACTIV Deutschland berichtet.
https://www.euractiv.com/section/energy/interview/...hobox=1572942329 |
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