Die Energiewende ist nicht mit der Einführung einer neuen Stromart vollzogen. Experten gehen hier von einem Potenzial zwischen 50 und 60 Prozent aus. Das gilt auch für Berlin. Die Stadt hat zwar keine schwer mit Elektrizität zu dekarbonisierende Industrie, wie Stahl, Chemie, Raffinerie oder Zement, aber eine Gebäudeversorgung und einen Verkehrssektor, die sich weder wirtschaftlich noch technisch sinnvoll und sozial verträglich durchgehend elektrifizieren lassen. Vor diesem Hintergrund spielt die kurzfristige Einführung von treibhausgas-emissionsfreiem Wasserstoff zur Erreichung der Klimaziele eine zentrale Rolle.
50% der CO2 -Emissionen gehen in Berlin auf den Gebäudesektor zurück.
Berlin möchte bis 2050 klimaneutral werden, im Dezember 2019 hat der Senat die Klimanotlage anerkannt. Auch wenn die Klimaziele für 2020 bereits 2019 erreicht werden konnten, zeichnen sich insbesondere im Verkehrs- und im Wärmesektor Zielverfehlungen und neue Herausforderungen ab. Aber Berlin hat das Kapital, etwa mit riesigen Abfallmengen und Abwasser, Wasserstoff zu gewinnen. Mit der Elektrolyse von Wasserstoff aus Solarenergie braucht der Ausbau von Photovoltaik auf den Dächern Berlins nicht an den begrenzten Kapazitäten des elektrischen Netzes ausgerichtet zu werden. Wasserstoff kann den im Sommer produzierten Überschuss an Strom für die Wintermonate speichern. Mit der nahezu perfekt ausgebauten Gas- und Fernwärme-Netzinfrastruktur verknüpft sich das zu einer effizienten Gesamtkomposition zum Erreichen der Klimaziele. Warum vorhandene Infrastruktur abschaffen, wenn diese kostenoptimal für die Energiewende und das Erreichen der Klimaziele eingesetzt werden kann?
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Die Stadt hatte bis in die frühen 1990er-Jahre einen Anteil von rund 50 Prozent Wasserstoff in ihren Gasnetzen. Wenn wir den damals grauen, aus der Kohle gewonnenen Wasserstoffanteil heute durch grünen, nachhaltigen Wasserstoff ersetzen, besteht ohne massive Eingriffe die Chance, den Wärmesektor schnell zu dekarbonisieren. Bei den theoretischen Betrachtungen der Umstellung von Gebäuden auf Niedrigenergiewerte wird oft die praktische Realität verkannt. Der für Berlin typische Altbau muss hierfür innen und außen komplett saniert werden. Mieter müssen für Monate umgesiedelt werden. Wohin? Wer soll die dafür erforderlichen erheblichen Kosten tragen? Eine Beimischung im Gasnetz oder die Nutzung von Wasserstoff in der Fernwärme oder in Blockheizkraftwerken hätten eine schnell skalierbare Auswirkung auf die Emissionswerte.
Eine vergleichbare Situation finden wir im Verkehr. Bei langen Strecken gibt es für Doppeldeckerbusse bisher keine praktikable Batterielösung. Die Berliner Stadtreinigung hat für 2021 ihre ersten Müllfahrzeuge mit Wasserstoffantrieb bestellt, die die zusätzliche Energie für das Pressen des Mülls verlässlich bereitstellen können. Auch bei den Nutzfahrzeugen mit schweren Pumpen von Wasserbetrieben oder Feuerwehr wäre ein Batterieantrieb schnell am Ende seiner Kapazität. Die Ladezeiten von Wasserstoffantrieben sind vergleichbar mit dem Tanken von Benzin oder Diesel, und die Reichweite mit einem Kilogramm Wasserstoff entspricht in etwa 100 Kilogramm Batterie. Nachhaltiger Wasserstoff ist auch die Basis zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe für die Bereitstellung klimaneutralen Kerosins am Berliner Flughafen BER.
Noch ist die Produktion vergleichsweise teuer. Ähnlich wie bei Photovoltaik und Windenergie müssen industrielle Prozesse aufgebaut werden, um skalieren zu können und mithilfe von Massenproduktion eine Wettbewerbsfähigkeit zu fossilen Brennstoffen herzustellen. Dies wird in den kommenden Jahren erfolgen. Bis 2030 werden zu diesem Zweck 400 Mrd. Euro in der EU investiert. Warum dieser massive Eingriff in die Wirtschaft? Die Energiewende ist ins Stocken geraten. Erneu erbare Energieproduktion wird abgeregelt. Windräder st
ehen still. Bezahlt wird für nicht produzierten Strom: 1,34 Mrd. Euro 2018 und 2019 allein in Deutschland, Tendenz steigend. Effizienz geht anders. Das Generationsprojekt der Energiewende ist erst am Ziel, wenn regenerative Energie zeitlich und räumlich stets verfügbar ist. Nach heutigem Stand gibt es auf der Welt keinen zweiten Energieträger, der diese Herausforderung besser lösen kann und leichter zu gewinnen ist, dessen Vorkommen unbegrenzt ist und dessen Einsatzmöglichkeiten vielfältiger sind als Wasserstoff.
Dies ist ein zentraler Grund, warum die Einführung einer Wasserstoffökonomie einer der wesentlichen Eckpfeiler des Green Deals ist, dem größten jemals angeschobenen Vorhaben der EU. Im Gegensatz zum asiatisch dominierten Batteriemarkt hat Europa die Chance, seine weltweit führende Kompetenz in Prozess- und Anlagentechnik auszubauen. Dabei kann den Menschen nach dem Kohleausstieg eine nachhaltige Zukunftsperspektive geboten werden. Nach Rechnungen der EU könnten bis 2050 bei der Entwicklung der neuen Wasserstoffökonomie bis zu 5,4 Mio. neue Arbeitsplätze entstehen. Daher schwenkt auch die Bundesrepublik Deutschland mit einer eigenen Wasserstoffstrategie ein und formuliert den Anspruch einer weltweit führenden Rolle bei der Entwicklung der Wasserstofftechnologie und deren Anwendung.
Für den Hochlauf der Wasserstoffökonomie mit den entsprechenden Förderoptionen gibt es ein begrenztes Zeitfenster, das es auch für Berlin zu nutzen gilt. Für die Hauptstadt bietet sich eine einmalige Chance, eine Vorreiterrolle einzunehmen, gerade in einem Sektor, der aus nationaler Sicht erst zu einem späteren Zeitpunkt mit Wasserstoff dekarbonisiert werden soll. Der Gebäudesektor ist mit etwa 50 Prozent der größte CO2 -Emittent der Stadt. Berlin kann dort, gemessen an den selbst gesteckten Zielen, nicht mit dem bisherigen Tempo die Emissionen reduzieren. Wasserstoff hier einzuführen, bietet die Möglichkeit, jetzt verfügbare Mittel für die Stadt zu nutzen, Wissen aufzubauen, das andere später gebrauchen werden, und damit dem Wirtschaftsstandort Berlin einen Vorteil zu verschaffen.
Das ist die Basis für die Gründung von H2Berlin, einer Vereinigung der Versorger, Entsorger und weiterer Wirtschaftshäuser der Stadt. H2Berlin teilt die Überzeugung der EU-Kommission und der Bundesregierung, dass zum Erreichen von Energiewende und Klimaneutralität auch die flächendeckende Einführung von Wasserstoff als Energieträger wirtschaftlich nachhaltig und verbraucherfreundlich gestaltet werden muss, und plant ein erstes großskaliges Leuchtturmprojekt.
Wasserstoff soll dabei massiv gleich für mehrere Geschäftsanwendungen in unterschiedlichen Sektoren bereitgestellt werden. Abnahmen werden dabei abgesichert. Infrastrukturen werden unternehmensübergreifend bereitgestellt und Synergien geschaffen. Business Cases rücken damit näher an die Wirtschaftlichkeit. Drei Wasserstoff-Hubs konnten aus einer von H2Berlin durchgeführten Studie abgeleitet werden, die als Keimzelle für eine flächendeckende Einführung des Energieträgers Wasserstoff wirken sollen und die es nun näher zu evaluieren gilt (siehe Seite 36).
Die durch H2Berlin verbundenen Unternehmen sehen strategischen Handlungsbedarf durch die Politik, um im Sinne der europäischen und nationalen Wasserstoffstrategie bis 2023 den Anschub für das Hochfahren einer Wasserstoffwirtschaft zu leisten. Es gilt dabei eine geeignete Förderkulisse bereitzustellen und die (gesetzlichen) Rahmenbedingungen zu schaffen, mit dem Ziel, die Wettbewerbsfähigkeit von Wasserstofflösungen zu erreichen.
Entscheidend dabei: Die Wasserstoff-Roadmap von Berlin ist nicht von der Brandenburgs zu entkoppeln. Der bisherige Ansatz kleinteiliger, zersplitterter Projekte in der Region muss durch ein übergreifendes systemisches Konzept ersetzt werden. H2Berlin initiiert daher gemeinsam mit der TU Berlin, der Fraunhofer Gesellschaft, des FZ Jülich und der MPG das Forschungsvorhaben „Optimales Wasserstoffsystem für die Hauptstadtregion“. Die Ergebnisse werden als Leitfaden dienen, den kostenoptimalen Weg der Energiewende hin zur Klimaneutralität zu beschreiten.
Saudi-Arabien kündigte auf dem letzten G20-Gipfel in Riad an, aus der Ölförderung auszusteigen und in seinen sonnenergiebigen Wüsten in Zukunft Wasserstoff zu produzieren. Die EU sieht in der Meeresraumplanung der Nordsee Offshore-Windenergieparks mit einer Kapazität von 300 Gigawatt zur Produktion von Wasserstoff in den nächsten Jahren vor. Die Niederlande steigen jetzt schon aus dem Erdgas aus. In der Region Groningen entsteht das erste von der EU geförderte „Hydrogen Valley“. Die komplette private und wirtschaftliche Versorgung wird auf Wasserstoff aus dem Wind der Nordsee umgestellt. Ganz vorne steht hier die Gebäudeversorgung mit Wärme und Strom.
Als größte Metropole Deutschlands mit begrenzter elektrischer Anbindung an das Höchstspannungsnetz, aber unvergleichlichem Skalierungspotenzial in den Anwendungen, seinen urbanen Dimensionen und seinen vielen jungen innovativen Talenten ist Berlin prädestiniert, Wasserstoff in die Agenda zu nehmen. Die Frage ist nicht mehr, ob und wann. Es geht nur noch um das Wie.
von Dr. Jörg Buisset
Dr. Jörg Buisset ist Geschäftsführer der s-H2– Sustainable Hydrogen GmbH und Vorstandsvorsitzender von H2Berlin
Dr. Jörg Buisset ist Geschäftsführer der s-H2– Sustainable Hydrogen GmbH und Vorstandsvorsitzender von H2Berlin