Wasserstoff: Hoffnungsträger oder Ablenkung?
Was der unsichtbare Energieträger für die Klimapolitik bedeutet.
Welche Rolle soll Wasserstoff bei der Dekarbonisierung spielen? Das Thema wird in der Energiepolitik immer wieder kontrovers diskutiert. Die einen feiern ihn als Schlüssel zur klimaneutralen Industrie, die anderen warnen vor einer teuren Ablenkung, die vom eigentlich Wichtigen ablenkt: dem konsequenten Ausbau von Sonnen-, Wind- und Wasserkraft. Auch innerhalb der Sachgruppe Energie und Umwelt sorgte das Thema immer wieder für lebhafte Diskussionen. Wie viel Wasserstoff braucht unsere Dekarbonisierungsstrategie und wo drohen falsche Versprechen? Was ist Wasserstoff eigentlich, wie wird er hergestellt und wofür wird er gebraucht? Was wird in Basel diesbezüglich konkret geplant, wo liegen die Risiken und was sollen wir aus grüner Sicht davon halten? Wir sind diesen Fragen nachgegangen.
Der Bund hat im Dezember 2024 seine nationale Wasserstoffstrategie vorgelegt. Sie sieht Wasserstoff als einen von mehreren Bausteinen auf dem Weg zu einer fossilfreien Energieversorgung bis 2050, aber ausdrücklich nicht als Allzwecklösung. Eingesetzt werden soll er dort, wo eine direkte Elektrifizierung nicht sinnvoll oder nicht möglich ist – etwa bei Hochtemperaturprozessen in der Industrie, in der Luft- und Schifffahrt, im Schwerverkehr oder als saisonaler Speicher für den Winter.
Basel-Stadt hat sich ein noch ambitionierteres Ziel gesetzt als der Bund: Die Stimmbevölkerung entschied im November 2022 mit über 64 Prozent, dass der Kanton bereits 2037 netto null Treibhausgase ausstossen soll – zwölf Jahre vor der nationalen Zielmarke. Den grössten Hebel dazu bildet nicht Wasserstoff, sondern der Ausbau der Fernwärme und der schrittweise Ausstieg aus dem Gasnetz ab 2028.
Wasserstoff spielt in der Basler Strategie eine Nebenrolle – aber eine, die es genauer anzuschauen lohnt, gerade weil am Rheinknie mit dem Rheinhafen und geplanten Pipeline-Projekten reale Infrastruktur entsteht.
EIN ELEMENT MIT VIELEN FARBEN
Wasserstoff ist das häufigste Element im Universum, kommt auf der Erde aber praktisch nie in reiner Form vor – er steckt fest gebunden in Wasser und in organischen Stoffen. Um ihn nutzbar zu machen, muss er aus diesen Verbindungen herausgelöst werden, und genau das kostet Energie. Je nachdem, welche Energiequelle dafür verwendet wird, spricht man von unterschiedlichen «Farben» des Wasserstoffs.
99 Prozent des heute weltweit produzierten Wasserstoffs ist grauer Wasserstoff: Er wird aus Erdgas gewonnen, wobei viel klimaschädliches CO2 freigesetzt wird. Blauer Wasserstoff funktioniert nach demselben Prinzip, das entstehende CO2 wird jedoch abgeschieden und gespeichert – eine Technologie (Carbon Capturing and Storage), die selbst aufwendig und umstritten ist.
Türkiser Wasserstoff entsteht bei der sogenannten Methanpyrolyse, bei der aus Erdgas statt CO2 fester Kohlenstoff anfällt, der sich vergleichsweise einfach lagern lässt; grosstechnisch ist dieses Verfahren aber noch nicht erprobt. Für die Klimapolitik relevant ist vor allem grüner Wasserstoff: Er wird per Elektrolyse allein mit Wasser und erneuerbarem Strom hergestellt und ist in der Erzeugung praktisch missionsfrei. Der Haken dabei: Die Elektrolyse braucht rund vier- bis fünfmal mehr Strom, als am Ende im Wasserstoff steckt. Diese Umwandlungsverluste sind der Kern des Arguments, wonach direkter Strom fast immer die effizientere und günstigere Lösung ist.
WOFÜR WIR WASSERSTOFF HEUTE BRAUCHEN – UND WOFÜR IN ZUKUNFT
Wasserstoff ist keine neue Erfindung der Energiewende, sondern längst ein wichtiger industrieller Rohstoff. Er wird gebraucht, um Ammoniak herzustellen, den Grundstoff für Kunstdünger, ohne den die globale Lebensmittelversorgung kaum funktionieren würde. Auch in Raffinerien und bei der Methanolproduktion kommt er zum Einsatz. Das Problem: Fast dieser gesamte Bedarf wird bislang mit grauem, also fossilem Wasserstoff gedeckt. Genau hier setzt die Idee der Dekarbonisierung an – bestehende Anwendungen schrittweise auf grünen Wasserstoff umzustellen, bevor überhaupt an neue Einsatzfelder gedacht wird.
Für die Zukunft werden vor allem zwei Bereiche diskutiert, in denen es kaum Alternativen zu Wasserstoff und seinen Derivaten gibt. Der erste ist die Stahlindustrie: Wird Eisenerz statt im Hochofen mit Koks künftig mit grünem Wasserstoff direktreduziert, lassen sich die klimaschädlichen Emissionen der Stahlproduktion massiv senken – ein Verfahren, das in Europa bereits in ersten Grossanlagen erprobt wird.
Der zweite Bereich sind synthetische Kraft- und Brennstoffe, hergestellt aus Wasserstoff und CO2 aus der Luft oder aus Abgasen: Sie könnten möglicherweise künftig Kerosin in der Luftfahrt ersetzen, Schiffe antreiben oder als Reservekraftwerke einspringen, wenn im Winter Strom knapp wird.
UND WAS IST MIT DEM WASSERSTOFF-ANTRIEB FÜR PRIVATAUTOS?
Vor einigen Jahren galten wasserstoffbetriebene Brennstoffzellen-Autos noch als ernsthafte Alternative zum Elektroauto. Inzwischen ist die Sache technisch und wirtschaftlich entschieden: Bei einem batterieelektrischen Auto kommt der grösste Teil des eingesetzten Stroms tatsächlich bei den Rädern an. Bei einem Wasserstoff-Auto geht auf dem Weg von der Elektrolyse über Verdichtung, Transport, Betankung und Brennstoffzelle ein grosser Teil davon als Wärme verloren. Ein Wasserstoff-Auto braucht deshalb pro gefahrenem Kilometer ein Mehrfaches an erneuerbarem Strom im Vergleich zu einem Batterie-Auto – Wasserstoff, der in einer Welt mit begrenztem Ökostromausbau dringender anderswo gebraucht wird, wie etwa in der Stahlindustrie, wo es eben keine Alternative gibt.
Hinzu kommt die Infrastruktur: Ein flächendeckendes Netz an Wasserstoff-Tankstellen aufzubauen, wäre extrem teuer, während sich Ladeinfrastruktur für Batterie-Autos praktisch überall dort realisieren lässt, wo bereits ein Stromanschluss vorhanden ist – zu Hause, am Arbeitsplatz oder im Quartier. Nicht zufällig haben mehrere grosse Autohersteller ihre Wasserstoff-Personenwagen-Programme in den letzten Jahren zurückgefahren oder ganz eingestellt und setzen stattdessen konsequent auf die Elektromobilität. Deshalb ist klar: Wer im Alltag auf ein eigenes Auto angewiesen ist, soll auf ein Elektroauto setzen – im motorisierten Individualverkehr wird Wasserstoff auch in Zukunft keine relevante Rolle spielen. Diskutieren lässt sich das Thema höchstens noch bei schweren Nutzfahrzeugen mit sehr langen Reichweiten, doch auch dort holt die Batterietechnik dank grösserer und schneller ladender Akkus stetig auf.
WARUM VORSICHT ANGEBRACHT IST
So verlockend das Versprechen einer «Wasserstoffwirtschaft ohne CO2-Emissionen» klingt, so wichtig ist ein nüchterner Blick auf ihre Grenzen. Grüner Wasserstoff ist auch heute noch deutlich teurer als der graue Wasserstoff, und die nötigen Elektrolyse-Anlagen sind kapitalintensiv – wer hier investiert, bindet Geld und politische Aufmerksamkeit, die anderswo fehlen könnten. Der blaue Wasserstoff wiederum birgt technische Risiken: Die Abscheidung und Lagerung von CO2 ist aufwendig und nie vollständig ohne Leckage. Hinzu kommt, dass beim Fördern und Transportieren des für die Herstellung nötigen Erdgases klimaschädliches Methan entweicht. Es besteht deshalb die Gefahr, dass fossile
Interessen den Begriff «Wasserstoff» nutzen, um den Ausstieg aus Erdgas und Erdöl hinauszuzögern, statt ihn zu beschleunigen. Wer Wasserstoff fördert, muss deshalb klar zwischen «grün» und den übrigen Farben unterscheiden.
BASEL ALS MÖGLICHE WASSERSTOFF-DREHSCHEIBE
Die gemeinsame Wasserstoffstrategie der beiden Basel orientiert sich an genau dieser Priorisierung: Direkter Strom vor Wasserstoff, und Wasserstoff dort, wo es wirklich keine Alternative gibt – etwa bei industrieller Prozesswärme, im Schwerverkehr, in der Schifffahrt oder als saisonale Speicherreserve. Konkret wird die Region durch ihre Lage am Rhein interessant: So wie heute schon flüssige Erdölprodukte über die Rheinhäfen importiert werden, könnten künftig auch flüssige Wasserstoffderivate diesen Weg nehmen. Ein Firmenkonsortium in der Region Basel verfolgt zudem das Ziel, sich als Schweizer Wasserstoff-Drehscheibe zu positionieren: mit einer kleinen lokalen Produktion, einer geplanten Pipeline zwischen Basel und Pratteln und dem mittelfristigen Anschluss an das entstehende europäische Wasserstoffnetz. Auch der Bund setzt auf diese Anbindung: Neben der beschränkten inländischen Produktion soll der Import über internationale Kooperationen gesichert werden, weil die Nachfrage in der Schweiz bis Mitte der 2030er-Jahre voraussichtlich noch gering bleibt. Die Schweiz produziert schlicht nicht genug erneuerbaren Strom, um daraus in nennenswertem Umfang eigenen grünen Wasserstoff herzustellen – umso wichtiger ist der Anschluss an das entstehende europäische Wasserstoffnetz, über das Basel dank seiner Lage am Rhein und seiner bestehenden Energieinfrastruktur eine naheliegende Verteilstelle für die ganze Nordwestschweiz werden könnte. Damit aus dieser Chance keine Fehlinvestition wird, braucht es aber auch Klarheit darüber, wer die Kosten für Pipelines und Speicheranlagen trägt und wie sichergestellt wird, dass tatsächlich grüner und nicht einfach günstig importierter grauer oder blauer Wasserstoff durch die Leitungen fliesst.
WAS DAS FÜR DIE GRÜNE KLIMAPOLITIK HEISST
Wasserstoff kann einen Beitrag zur Dekarbonisierung leisten – aber nur einen begrenzten, und nur dort, wo direkter Strom keine Option ist. Für die Speicherung von sommerlichem Solarstrom-Überschuss etwa sind Batterien wegen der hohen Kosten von Wasserstoffanlagen meist die bessere Wahl, und blaue oder türkise Verfahren bleiben entweder teuer oder technisch unausgereift. Wasserstoff verdient politische Aufmerksamkeit und gezielte Förderung – aber als Ergänzung, nicht als Ersatz für die eigentliche Aufgabe.
Diese bleibt der rasche Ausbau erneu- erbarer Energien, die Elektrifizierung von Gebäuden und Verkehr sowie der Ausstieg aus dem Gasnetz, wie ihn Basel-Stadt mit seinem Netto-Null-Ziel 2037 bereits eingeschlagen hat. Ob die geplante Wasserstoff-Infrastruktur am Rheinknie diesen Weg sinnvoll ergänzt oder wertvolle Investitionen bindet, die anderswo dringender gebraucht würden, wird die Regierung in den kommenden Jahren zeigen müssen.
Wenn Wasserstoffprojekte im Grossen Rat, in Vernehmlassungen oder in den Medien auftauchen, lohnt sich jedes Mal dieselbe Nachfrage – geht es um grünen Wasserstoff für Stahl, Schifffahrt oder Luftfahrt, wo er wirklich gebraucht wird? Oder wird der Begriff benutzt, um fossile Infrastruktur zu retten? Mit dieser Unterscheidung im Kopf lässt sich das Thema Wasserstoff von einem diffusen Hoffnungsträger in ein konkretes Element unserer Klimapolitik verwandeln – eines, das ergänzt, aber nie den Kern unserer Strategie ersetzt.
Für die Sachgruppe Energie & Umwelt: Jonas Mühlemann und Reinhold Knauber
Erschienen in der Grünwärts Ausgabe Nr. 46
