Economiesuisse hat einen Bericht zur “Energieversorgung mit Wasserstoff” publiziert [1], der Wasserstoff als „Sackmesser der Energiewende“ preist. Wasserstoff wird dabei auch als Langzeitspeicher propagiert, um Strom vom Sommer in den Winter zu verschieben. Der Bericht lässt dabei wichtige Nachteile von Wasserstoff aus, und mögliche Alternativen bleiben unerwähnt.
Da diese Diskussion von allgemeinem Interesse ist, erfolgt diese Replik in Form eines offenen Briefes.
An die Autoren des economiesuisse-Berichtes:
Es ist sehr erfreulich, dass sich economiesuisse mit dem Bericht “Energieversorgung mit Wasserstoff” in die Diskussion für eine sicheren Energiewende einbringt. Ihr Bericht, der Wasserstoff als Hoffnungsträger der Energiewende preist, beinhaltet interessante Aspekte. Aber es fehlen auch zentrale Aspekte. – Auch ich bin überzeugt, dass Wasserstoff eine wichtige , wenn auch etwas andere Rolle bei der Energiewende spielen wird.
Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass Wasserstoff in der Atmosphäre indirekt klimaaktiver als CO2 ist, indem er den Methanabbau behindert. Die grosse Frage, die bis anhin noch niemand überzeugend beantworten konnte (was angesichts der Brisanz überrascht), lautet daher: Wieviel Wasserstoff wird insbesondere beim Transport/Verteilung durch Leitungen, Ventile und Spülprozesse in die Atmosphäre gelangen? – Die Schätzungen gehen weit auseinander. Diese lässt die Verwendung bestehender Gasleitungen oder eine grosse Anzahl dezentraler Wasserstoff-Zapfstellen besonders fragwürdig erscheinen. Für Details und Quellenangaben zu den Studien möchte ich auf folgenden Blog-Artikel verweisen: https://co2nettonull.com/2023/12/27/wasserstoff-mit-verstand-einsetzen/.
Sie erwähnen in Ihrem Bericht zu Recht, dass wir nach den Abschaltung der letzten AKW’s zusätzliche Langzeitspeicher brauchen, um Energie aus dem Sommer für den Winter zu speichern. Richtig ist auch, dass entsprechende Grundlagen für eine Entscheidungsfindung bereits heute diskutiert werden müssen. Viele, auch Sie, propagieren dazu etwas einseitig den Einsatz von Wasserstoff als Langzeitspeicher. Da der Wasserstoff-Pfad (inkl. Power2X) nicht ohne Nachteile/Risiken ist, sollten wir unbedingt auch Alternativen prüfen. Dies noch aus einem anderen Grund: Wasserstoff ist ein grundlegender Stoff für den Umbau unserer Kohlenstoff-Chemie [2]. Primär werden wir in näherer Zukunft wohl den produzierten/importierten grünen Wasserstoff dafür ein setzen müssen, einfach weil es in diesem Bereich kaum Alternativen gibt! Auch der klimaneutrale Betrieb von Flugzeugen wird wohl in Zukunft ohne Wasserstoff/Power2X kaum möglich sein.
Aber gibt es überhaupt Alternativen zum Langzeitspeicher Wasserstoff?
Wie so oft im realen Leben gibt es keine einfache Antwort mit einer einzigen Lösung/Technologien. Die Alternative liegt vielmehr in der Diversität, d.h. der geschickten Kombination mehrerer Technologien.
- Der Ausbau der Photovoltaik (PV) stellt den Grundpfeiler dar. Allerdings braucht es für eine möglichst kontinuierliche Stromproduktion PV-Anlagen mit unterschiedlichen Ausrichtungen und auch Alpine-PV, um Hochnebellagen im Mitteland im Winter zu überbrücken.
- Da Wind auch im Winter und dann weht, wenn die Sonne nicht scheint, braucht es auch Windanlagen.
- Unsere Speicherseen stellen mit zusammen PV und Wind eine ideale Ergänzung dar. Bis knapp vor 2040 wird dieses “Dreamteam” die Situation meistern können, wenn wir unsere Speicherseen konsequenter für die Reservehaltung nutzen (ich bin daran zusammen mit Thomas Nordmann dies in einer Simulation aufzuzeigen). Aber auch bei einem moderatem Ausbau der Speicherseen wird es nach 2040 etwas “Zusätzliches” brauchen.
- Wiederaufladbare Batterien sind heute in der Lage Strom über Monate zu speichern. Trotzdem werden Batterien alleine kaum die nötige Langzeitspeicherung übernehmen. die Strompreise von Batterien hängen stärk von der Anzahl Lade-/Entladezyklen ab. Sie sind zu teuer um primär einmal im Jahr geladen und dann im Winter entladen zu werden. Aber spätestens um 2030 werden Batterien vermehrt eingesetzt werden insb. zur schnellen Stabilisierung des Netzes (Frequenzstabilisierung), was bis anhin klassische Generatoren durch ihre Physik (Trägheit) übernommen haben. Vermehrt werden neuartige Batterien zusammen mit Akkus in den e-Autos zum Überbrücken der Nacht und sonnenschwacher Tage verwendet werden. Damit können unsere Speicherseen im Winter entlastet werden und diese damit mehr Reserven für die letzten Wintermonate halten.
- Wärmespeicher müssen unbedingt bei der Planung der Stromversorgung einen grösseren Stellenwert erhalten. Natürlich ist es wenig effizient aus gespeicherter Wärme Strom zu erzeugen. Vielmehr muss gespeicherte Wärme dazu verwendet werden den Strombedarf (z.B. für Wärmepumpen) wo immer möglich zu verringern. Siehe dazu [3] [4].
- Demand Side Management (DSM): Der Bedarf am Strom folgt keinen Naturgesetzten sondern unseren Bedürfnissen. Indem unkritische Bereiche bei Mangellagen ausgeschaltet werden können, sind die Spitzenlasten besser planbar und die Infrastruktur muss nicht unnötig ausgebaut werden. Dazu gibt es unterschiedliche Ansätze. Einerseits sind zentral gesteuerte Abschaltungen (Smart Grid) denkbar , aber auch eine entsprechenden Strompreisgestaltung kann helfen, oder Firmen können in einer Versteigerung ihre Stromeinsparungen verkaufen (wer bietet mehr Stromeinsparung für einen bestimmten Geldbetrag?).
- Europäischer Strom-Verbund: Komplexe Risiken, d.h. das gleichzeitige Eintreten mehrerer kritischer Ereignisse, kann nur im europäischen Verbund sinnvoll abgedeckt werden.
- Biomasse spielt in den meisten Energieszenarien eine wesentliche Rolle, wird aber meist übers ganze Jahr gleichmässig eingesetzt. Teilweise kann diese statt zu Wärme oder Strom in Biokraftstoffe oder Biogas umgewandelt werden. Diese sind gut speicherbar und können im Winter zur Stromproduktion eingesetzt werden. Diese Option muss noch besser untersucht und ausgebaut werden.
- Geothermie: Eine Energieform die unabhängig von Jahreszeitlichen Schwankungen ist und damit beitragen kann Produktionsschwankungen der PV zu mindern.
- Druckluft-Speicher: Luft komprimieren und speichern um damit Turbinen anzutreiben. Hier sind aber noch nicht alle technischen Fragen geklärt, es braucht noch Forschung.
Solange die Zweifel bezüglich der Klimaaktivität von Wasserstoff nicht geklärt sind, und da wir grünen den Wasserstoff primär für andere Zwecke brauchen , ist der oben skizzierte, diverse Weg unbedingt offen zu halten. Ich hoffe auch die economiesuisse wird sich nicht einseitig und vorschnell der Variante Wasserstoff für Langzeitspeicher verschreiben.
Wichtig scheint mir nun, dass die weitere Forschung und Entwicklung entsprechender Szenarien betr. Klimaverträglichkeit, Versorgungssicherheit und Wirtschaftlichkeit etc. in beiden Bereichen (Wasserstoff & Divers) vorangetrieben werden. Grössere und langfristige Investitionen sollen primär dort erfolgen, wo der Einsatz einer spezifischen Technologie klare Vorteile bietet.
Nicht zuletzt bietet die oben skizzierte, diverse Energiezukunft interessante neue Geschäftsfelder für Schweizer KMU’s mit ihrer traditionellen Stärke im Bereich intelligenter, dezentraler Systeme.
In diesem Sinne
Jörg Hofstetter
Quellenangaben:
[1] economiesuisse, 2024, Grundsatzpapier zu Wasserstoff https://www.economiesuisse.ch/de/dossier-politik/wasserstoff-und-erneuerbare-gase-der-energietraeger-der-zukunft . Dazu ist in der NZZ vom 19.7.2024 unter dem Titel “Energieversorgung mit Wasserstoff: Economiesuisse macht Druck, doch in Europa harzt es” ein Artikel erschienen
[2] Der Umbau der Chemieindustrie, Spektrum der Wissenschaft, 9/2023
[4] https://news.hslu.ch/interview-speicher-bringen-sommerwaerme-in-den-winter/
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