Selsingen zählt nicht gerade zu den Metropolen der Norddeutschen Tiefebene, aber dennoch sorgte die niedersächsische Kleinstadt vor einiger Zeit für großes Aufsehen: Hier endete am 16. September 2018 die Jungfernfahrt des weltweit ersten Wasserstoffzugs, der zuvor im 15 Kilometer entfernten Bremervörde gestartet war.

Der „Coradia iLint“, so der Name des Zugs, wurde von Alstom in Salzgitter und Tarbes (Frankreich) entwickelt und produziert statt schädlicher Emissionen wie Ruß, Feinstaub und Kohlendoxid (CO2) nur einige Liter Wasser. Denn der Wasserstoff wird – anders als fossiler Treibstoff – nicht verbrannt, sondern mithilfe einer Brennstoffzelle direkt in Strom umgewandelt.

Die überschüssig erzeugte Energie speichert der Zug in leistungsstarken Batterien in seinem Boden, was ihm eine Reichweite von rund 1.000 Kilometern beschert. Er könnte also problemlos von Flensburg nach Freiburg fahren, ohne einmal aufzutanken.

Minister Altmaier ist nachhaltig begeistert

Technische Katastrophen wie etwa beim Wasserstoff-Zeppelin „Hindenburg“, der 1937 in Lakehurst (USA) explodierte, sind nach Angaben der Alstom-Ingenieure bei dem Zug nicht zu befürchten. Nach ihrer Einschätzung ist der neuartige Antrieb so zuverlässig und sicher wie jede andere Technologie im Bahnverkehr.

Der Langzeittest bestätigt das. Als der Probebetrieb der zwei eingesetzten Wasserstoffzüge nach 530 Tagen und über 180.000 gefahrenen Kilometern endete, fiel die Bilanz durchweg positiv aus. Ab 2022 werden nun 14 „Coradia iLint“-Züge die bisher verwendeten Dieseltriebzüge im Weser-Elbe-Netz ersetzen.

„Alstom hat Wasserstoffgeschichte geschrieben“, so das Fazit von Niedersachsens Wirtschafts- und Verkehrsminister Bernd Althusmann (CDU). „Das Projekt hat eine hohe industriepolitische Bedeutung, die weit über Deutschland hinausgeht. Wir erleben hier das erste konkurrenzfähige Produkt der Wasserstoff-Mobilität auf Industrieniveau.“

Ähnlich begeistert ist Althusmanns Parteifreund und Bundeskollege Peter Altmaier von den Perspektiven, die Wasserstoff bietet. Für den Wirtschaftsminister ist das Gas „eine strategisch wichtige Zukunftstechnologie auf dem Weg zur Erreichung der Klimaziele der EU und ein zentrales Element für die Reduzierung der CO2-Emissionen im Industrie- und Verkehrssektor.“ Altmaiers Vision: „Wir wollen mithilfe gemeinsamer europäischer Projekte und gemeinsamer Investitionen bei Wasserstofftechnologien in Europa die Nummer eins in der Welt werden.“

Jede Menge Strom aus Offshore-Windparks

Dieser Enthusiasmus wird von den nördlichen Bundesländern geteilt, denn sie haben eines im Überfluss: Strom aus Windkraft. Allein die rund 1.500 Anlagen in Nord- und Ostsee haben eine Leistung von über 7,5 Gigawatt (7,5 Millio-nen Kilowatt), dazu kommen die Turbinen an Land, die immer leistungsfähiger werden.

Der Haken daran: Wegen der schwachen Stromnetze kann ein beträchtlicher Teil der Energie, die sich mit den aufwendig errichteten Anlagen produzieren ließe, tatsächlich nicht genutzt werden. Deshalb wird „abgeregelt“, wie die Experten es nennen.

Ein Rezept gegen die Deindustrialisierung

Will heißen: Sobald der Wind das tut, was er tun soll, nämlich kräftig wehen, werden die Anlagen einfach abgeschaltet. Bundesweit gingen so im vergangenen Jahr mehr als 5.200 Gigawattstunden (GWh) verloren – eine Menge, mit der man etwa 1,4 Millionen deutsche Haushalte ein Jahr lang mit Strom versorgen könnte.

Einen Ausweg aus diesem Dilemma könnte der Einsatz von Wasserstoff bieten, denn er lässt sich einfach und umweltfreundlich herstellen – und, anders als Strom, ohne große Probleme lagern. Außerdem wäre das Gas in der Lage, eine Schlüsselrolle bei der „Dekarbonisierung“ der Industrie zu übernehmen und so einer drohenden Deindustrialisierung Deutschlands entgegenzuwirken.

Die Bundesländer Schleswig-Holstein, Hamburg, Bremen, Niedersachsen und Mecklenburg-Vorpommern haben sich daher auf eine „Norddeutsche Wasserstoffstrategie“ geeinigt, die 2019 beim Herbsttreffen der Wirtschaftsminister und -senatoren in Lübeck beschlossen wurde.

„Mit unserer Strategie zeigen wir einen Weg auf, wie die Wasserstoffpotenziale insbesondere im Bereich der Industrie und der Mobilität gehoben werden können“, so Konferenz-Gastgeber Bernd Buchholz (FDP), Wirtschaftsminister in Schleswig-Holstein. „Gerade unsere windreichen Küstenländer sind hervorragend für dieses industriepolitische Projekt geeignet, mit dem gleichzeitig Klimaschutzziele realisiert werden können.“

Ehrgeizige Pläne für die Umsetzung

Ein erster wichtiger Schritt dabei ist laut Buchholz der Aufbau ausreichender Kapazitäten für Elektrolyse – das Verfahren also, mit dem man Wasser durch das Anlegen einer elektrischen Spannung in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufspaltet. Die Strategie sieht vor, bis zum Jahr 2025 mindestens 500 Megawatt und bis 2030 mindestens fünf Gigawatt Elektrolyse-Leistung in Norddeutschland zu realisieren.

Schon 500 Megawatt würden nach Einschätzung von Buchholz reichen, um – bei Verwendung von Strom aus Windparks an Land – rund 150.000 Pkws mit „grünem Wasserstoff“ zu versorgen. Bei einer Steigerung auf fünf Gigawatt wären es 1,5 Millionen Pkws, was in etwa der Zahl aller Pkws in Schleswig- Holstein entspricht.

Und es gibt auch schon konkrete Pläne, vor allem in Hamburg. Dort will man auf dem Gelände des stillgelegten Kohlekraftwerks Moorburg eine Elektrolyse-Anlage bauen, die mit einer Leistung von 100 Megawatt zu den größten ihrer Art in Europa zählen würde. Darauf haben sich der stadteigene Betrieb Wärme Hamburg und die Konzerne Vattenfall, Shell und Mitsubishi geeinigt.

Die vorhandenen Kaianlagen des Kraftwerks könnten genutzt werden, um den erzeugten Wasserstoff per Schiff auszuliefern. Gleichzeitig will die Stadt die Gasnetze im Hafen so umbauen, dass auch große Betriebe mit Wasserstoff versorgt werden können.

Ein Meilenstein für die Stahlbranche

Ähnlich ambitionierte Vorhaben gibt es im privatwirtschaftlichen Bereich. So will der weltgrößte Stahlkonzern ArcelorMittal in Hamburg das „Projekt H2H“ realisieren und damit erstmals im großtechnischen Einsatz Wasserstoff für die Stahlherstellung nutzen. Bereits ab 2025 ist die Produktion von 100.000 Tonnen Stahl auf Wasserstoffbasis geplant.

Lutz Bandusch, Vice President ArcelorMittal Europe, spricht von einem „Meilenstein“ für seine Branche: „Unsere Vision ist, künftig grünen Wasserstoff aus erneuerbaren Energien zu nutzen, um in Hamburg zu 100 Prozent grünen Stahl herzustellen. Mit unserer Erfahrung in der Direktreduktion von Erz können wir in der geplanten neuen Anlage weltweit erstmalig die Reduktion von Eisenerz durch reinen Wasserstoff im industriellen Maßstab erproben.“

Und auch der Daimler-Konzern, der in Bremen und Hamburg zwei Werke betreibt, befasst sich intensiv mit Wasserstoff. Das Unternehmen hat 30 Jahre Erfahrung in der Entwicklung von Brennstoffzellen und präsentierte 1994 das weltweit erste Fahrzeug mit dieser Technologie. 2017 legte das Unternehmen nach und zeigte auf der Internationalen Automobil-Ausstellung (IAA) in Frankfurt mit dem GLC F-CELL das weltweit erste Elektrofahrzeug mit Brennstoffzelle und Plug-in-Hybridtechnologie.

Anfang März folgte nun die Gründung eines Brennstoffzellen- Joint-Ventures mit Volvo, das künftig unter dem Namen „Cellcentric“ firmieren wird. Dazu hat Volvo die Hälfte der Daimler Truck Fuel Cell GmbH & Co. KG übernommen.

Daimler kooperiert mit Wettbewerber Volvo

Die beteiligten Unternehmen wollen das neue Joint Venture nach eigener Aussage „als einen weltweit führenden Hersteller von Brennstoffzellen etablieren und damit zu einem klimaneutralen und nachhaltigen Transport bis zum Jahr 2050 beitragen“.

Cellcentric wird künftig serienreife Brennstoffzellensysteme entwickeln, produzieren und vermarkten. Der Fokus liegt auf dem Einsatz in schweren Lkws, zusätzlich sollen die Systeme auch für andere Anwendungen angeboten werden. Die Produktion des GLC F-Cell dagegen läuft demnächst aus, ein Nachfolger ist bisher nicht in Sicht.

Selbst im Luftraum dürfte Wasserstoff künftig eine zentrale Rolle spielen, denn dort steht das Thema schon seit einiger Zeit auf der Agenda. Airbus beispielsweise entwickelt unter dem Begriff „ZEROe“ gleich drei verschiedene Konzepte für Verkehrsflugzeuge mit Wasserstoff-Antrieb.

Eines davon hat unter den Tragflächen zwei modifizierte Turboprop-Triebwerke, die mit Wasserstoff als Treibstoff arbeiten. Die Maschine hätte ausreichend Platz für bis zu 100 Passagiere samt Gepäck und einer für Kurzstreckenflüge optimalen Reichweite von annähernd 2.000 Kilometern.

Die Farben des Wasserstoffs

Gibt es wirklich grauen, grünen oder blauen Wasserstoff? Nein, das Gas (H2) als solches ist absolut farblos, aber die Herstellungsverfahren unterscheiden sich.

Grauer Wasserstoff ...

… wird mithilfe fossiler Energieträger hergestellt, zum Beispiel über die sogenannte Dampf-Reformierung. Dabei wird Erdgas in Wasserstoff und Kohlendioxid (CO2) aufgespalten. Das dabei freigesetzte CO2 wird meist als Abgas in die Atmosphäre geleitet. Eine andere Variante ist die Elektrolyse mit Strom aus konventionellen Kraftwerken.

Grüner Wasserstoff ...

… wird ausschließlich mit erneuerbarer Energie gewonnen. In der Regel bedeutet das, dass Wasser per Elektrolyse mit Strom aus Wind oder Solaranlagen in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten wird. Daneben finden auch Verfahren wie die Vergasung oder Vergärung von Biomasse oder die Reformierung von Biogas Einsatz.

Blauer Wasserstoff ...

… liegt dann vor, wenn das bei der H2-Herstellung freigesetzte CO2 industriell genutzt oder deponiert wird, etwa in unterirdischen Kavernen.

Türkiser Wasserstoff ...

… entsteht, wenn über ein thermochemisches Verfahren Methan in Wasserstoff und festen Kohlenstoff aufgespalten wird. Dieser Kohlenstoff kann gebunden oder weiterverwendet werden, um die Klimabilanz des Verfahrens zu optimieren.

Weißer Wasserstoff ...

… ist das H2, das als Abfallprodukt von chemischen Verfahren anfällt.

Brauner Wasserstoff ...

… entsteht aus der Vergasung von Kohle.

Roter Wasserstoff ...

… wird mit Strom aus Atomkraftwerken gewonnen. Diese Methode kommt unter anderem in Japan zum Einsatz.

Clemens von Frentz
Leiter aktiv-Redaktion Nord

Der gebürtige Westfale ist seit über 35 Jahren im Medienbereich tätig. Er studierte Geschichte und Holzwirtschaft und volontierte nach dem Diplom bei der „Hamburger Morgenpost“. Danach arbeitete er unter anderem bei n-tv und „manager magazin online“. Vor dem Wechsel zu aktiv leitete er die Redaktion des Fachmagazins „Druck & Medien“. Wenn er nicht in den fünf norddeutschen Bundesländern unterwegs ist, trainiert er für seinen nächsten Marathon.

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