Warum die britische Wasserstoffstrategie nicht aufgeht

Der Einsatz erneuerbarer Energien zur Erreichung des Wasserstoffziels der Regierung würde etwa die Hälfte aller britischen Offshore-Windenergie verbrauchen.

Von Nick Ferris

Als Reaktion auf die steigenden Öl- und Gaspreise erhöhte die Regierung im vergangenen Jahr ihre Ambitionen für die bereits umstrittene Wasserstoffstrategie. Im April 2022 kündigte das Unternehmen an, das ursprüngliche Ziel von 5 Gigawatt CO2-armer Produktionskapazität auf 10 GW zu verdoppeln. Die Erreichung dieses Ziels stellt jedoch eine potenziell unüberwindbare Herausforderung dar, wie Expertenanalysen, die Spotlight zur Verfügung gestellt wurden, nahelegen. Dazu sind entweder große Mengen an erneuerbaren Energien erforderlich oder eine CO2-Abscheidung in einem Ausmaß, das noch nie erreicht wurde.

Laut einer mit Spotlight geteilten und von anderen Experten überprüften Prognose würde die Produktion von 10 GW „grünem“ Wasserstoff mit erneuerbarer Energie erneuerbaren Strom verbrauchen, was etwa 50 Prozent der geplanten Offshore-Windkapazität des Vereinigten Königreichs entspricht. Alternativ würde die Herstellung von „blauem“ Wasserstoff aus Erdgas in Kombination mit der Technologie zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) derzeit keinen „kohlenstoffarmen“ Kraftstoff produzieren, da die CCS-Technologie noch nicht in der Lage ist, ausreichende Mengen an Kohlenstoff zu absorbieren.

„Die britische Wasserstoffstrategie in ihrer jetzigen Form geht einfach nicht auf“, sagte Arjun Flora vom Institute for Energy Economics and Financial Analysis (IEEFA). „Wir haben bereits Schwierigkeiten, die Wachstumsziele für erneuerbare Energien zu erreichen, und unsere Abhängigkeit von fossilem Gas lähmt die Wirtschaft. Diese Strategie wird beide Probleme verschlimmern, auf Kosten der britischen Haushalte und Steuerzahler.“

Alex Lee, ein Klimaaktivist von Friends of the Earth Scotland, beschrieb die Eile der Regierung, Wasserstoff einzuführen, als „töricht“. „Grüner Wasserstoff aus erneuerbaren Energien ist ineffizient und teurer als bestehende erneuerbare Technologien wie elektrische Wärmepumpen für unsere Häuser und die Elektrifizierung öffentlicher Verkehrssysteme. Blauer Wasserstoff aus fossilen Brennstoffen ist nur ein weiterer Trick der Ölindustrie, um uns mit dem Versprechen an fossile Brennstoffe zu binden zweifelhafte Technologie zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung.

Verwandt

[Siehe auch: So lösen Sie das britische Wärmepumpenproblem]

Grüner Wasserstoff entsteht, wenn Wasser mithilfe erneuerbarer Stromquellen wie Sonne und Wind elektrolysiert wird. Blauer Wasserstoff entsteht, wenn Erdgas einem Prozess namens Dampf-Methan-Reformierung unterzogen wird und das dabei entstehende Kohlendioxid dann aufgefangen und gespeichert wird.

Unter Berücksichtigung der Energieverluste würde die Produktion von 10 GW grünem Wasserstoff etwa 14 GW erneuerbare Stromkapazität erfordern, so Nilay Shah, Professor für Prozesssystemtechnik am Imperial College London.

Schwankende Windgeschwindigkeiten führen dazu, dass 14 GW Offshore-Windkraft in der Praxis keine konstante Stromversorgung gewährleisten können. Der Kapazitätsfaktor für Offshore-Windkraftanlagen – der sich auf die über ein Jahr erzielte durchschnittliche Leistung bezieht – verbessert sich ständig, bleibt aber bei den meisten Windparks bei etwa 30–40 Prozent. Selbst wenn wir von einem zukünftigen Kapazitätsfaktor von 60 Prozent ausgehen, wären dafür rund 23 GW Offshore-Wind erforderlich.

Das Vereinigte Königreich verfügt derzeit über rund 14 GW Offshore-Windenergie und strebt bis 2030 50 GW Offshore-Windenergie an (Experten warnen bereits, dass das Vereinigte Königreich dieses Ziel wahrscheinlich verfehlen wird). Wenn das Vereinigte Königreich sein 10-GW-Wasserstoffziel mit grüner Wasserstoffproduktion erreicht, würde die Wasserstoffproduktion rund 50 Prozent der Offshore-Windkapazität verbrauchen.

Diese Zahl ist mit dem Ziel des Vereinigten Königreichs, das gesamte Stromnetz bis 2035 zu dekarbonisieren, nicht vereinbar, da dadurch zu viel Strom verbraucht werden würde, um diesen Endpunkt zu erreichen. Darüber hinaus wird ein noch größeres Volumen an Strominfrastruktur erforderlich sein, wenn Onshore-Windkraft oder Solarenergie in die Produktion von grünem Wasserstoff einbezogen werden, da diese Stromquellen einen noch geringeren Kapazitätsfaktor haben als Offshore-Windenergie.

[Siehe auch: Ist der Brexit für die Tomatenknappheit in Großbritannien verantwortlich?]

Das Vereinigte Königreich strebt jedoch nicht an, dass die gesamten 10 GW aus grünem Wasserstoff stammen: Die Energiesicherheitsstrategie der Regierung besagt, dass maximal 50 Prozent der neuen Kapazität aus blauem Wasserstoff stammen sollen. Es bestehen jedoch ernsthafte Zweifel, ob blauer Wasserstoff bis 2030 Teil einer wirklich kohlenstoffarmen Energiestrategie sein kann. Dies liegt daran, dass es derzeit keine groß angelegten Projekte für blauen Wasserstoff gibt und es derzeit bestehende Versuchsprojekte nicht geschafft haben, mehr als 50 Prozent zu erreichen des erzeugten Kohlendioxids. Die britische Definition von „kohlenstoffarmem Wasserstoff“ entspricht der Erfassung von rund 75 Prozent der Emissionen; Damit blauer Wasserstoff jedoch recht kohlenstoffarm ist, müssen weit über 90 Prozent der Emissionen abgeschieden werden.

Eine von Frederick Andre Wessel vom Beratungsunternehmen Rystad mit Spotlight geteilte Analyse zeigt, dass 5 GW blaue Wasserstoffkapazität jährlich 1,3 Millionen Tonnen Wasserstoff produzieren könnten. Um recht kohlenstoffarm zu sein, müssten laut Wessel wiederum wahrscheinlich mehr als 10 Millionen Tonnen CO2 abgeschieden werden, was etwa einem Viertel der gesamten CO2-Menge entspricht, die im Jahr 2022 weltweit durch CCS abgeschieden wird.

Ein Bericht des Wissenschafts- und Technologieausschusses des Unterhauses stimmte darin überein, dass „die CO2-Abscheidung … und -Speicherung … derzeit nicht in dem großen Maßstab eingesetzt wird, der erforderlich wäre, um einen wesentlichen Beitrag zur Emissionsreduzierung zu leisten“, und fügte hinzu, dass es „unklug sei anzunehmen, dass Wasserstoff dies kann“. kurz- und mittelfristig einen sehr großen Beitrag zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen im Vereinigten Königreich leisten.“

Selbst wenn sich die CCS-Technologie hinreichend verbessert, bestehen angesichts der anhaltend hohen Gaspreise, die durch die russische Invasion in der Ukraine ausgelöst wurden, Bedenken hinsichtlich der kommerziellen Realisierbarkeit von blauem Wasserstoff. Die IEEFA warnte im vergangenen Mai, dass das Vereinigte Königreich angesichts dieser Realität seine Pläne für blauen Wasserstoff überdenken sollte. Im September wurde die Regierung außerdem gewarnt, dass die britischen Großhandelspreise für Gas bis mindestens 2027 voraussichtlich dreimal so hoch bleiben werden wie im Jahr 2021.

Als Reaktion auf diesen Artikel sagte ein Regierungssprecher gegenüber Spotlight: „Ein kohlenstoffarmer Wasserstoffsektor hier im Vereinigten Königreich wird für die Gewährleistung der Energiesicherheit, des Wirtschaftswachstums und unserer Netto-Null-Ziele von entscheidender Bedeutung sein.“

„Großbritannien hat das weltweit führende Ziel, bis zum Jahr 2030 eine CO2-arme Wasserstoffproduktionskapazität von 10 GW aufzubauen, was in diesem Jahrzehnt 12.000 Arbeitsplätze und 9 Milliarden Pfund an privaten Investitionen schaffen könnte.“

[Siehe auch: Das Ende von BEIS: Warum die Vermischung von Wirtschaft und Energie nicht funktioniert hat]

Angesichts der potenziellen Unrentabilität von blauem Wasserstoff und des enormen Strombedarfs von grünem Wasserstoff warnen Experten, dass die Regierung effektiver prüfen muss, wo Wasserstoff tatsächlich die kostengünstigste und energieeffizienteste Option ist. Die Regierung geht davon aus, mit Wasserstoff Strom zu erzeugen und Häuser zu heizen, auch wenn Experten warnen, dass dies eine ineffiziente Energienutzung darstellt.

„Die klare Erkenntnis ist, dass wir grünen Wasserstoff strategisch einsetzen müssen, indem wir sicherstellen, dass er dort eingesetzt wird, wo er am meisten benötigt wird – und dass wir seinen Einsatz vermeiden müssen, wenn es effizientere Wege zum Netto-Nullpunkt gibt“, sagte mir Juliet Phillips von der Denkfabrik E3G. „Heizung ist ein klares Beispiel: Grüner Wasserstoff zum Heizen würde etwa sechsmal so viel erneuerbare Energie benötigen wie Wärmepumpen.“

Mehr lesen:

Die Rekordgewinne von British Oil überwiegen die Investitionen in erneuerbare Energien

Lernen Sie den Installateur für erneuerbare Energien kennen, der die nächste Generation ausbildet

Warum Rishi Sunak an den „grün getünchten“ Megagewinnen von Shell beteiligt ist