Wird das Ion Wasserstoff uns Ökologisch Belasten.

Wasserstoff: Die Farben einer Illusion?

Wasserstoff hat keine Farbe.

Bezeichnungen wie „grüner“, „blauer“, „grauer“ oder „türkiser“ Wasserstoff sind keine natürlichen Eigenschaften des Gases. Sie wurden geschaffen, um unterschiedliche Herstellungsverfahren zu kennzeichnen. Doch genau diese Einteilung sorgt oft für Verwirrung, weil sie den Eindruck erweckt, alle Wasserstoffarten seien gleichermaßen klimafreundlich.

Die Realität ist deutlich komplexer.

Der weltweit größte Teil des heute produzierten Wasserstoffs stammt nicht aus Wasser, sondern aus fossilen Energieträgern, insbesondere Erdgas. Bei dieser Herstellung entstehen erhebliche Mengen Kohlendioxid. Dennoch wird Wasserstoff häufig als zentraler Baustein einer klimaneutralen Zukunft präsentiert.

Besonders umstritten ist der sogenannte „blaue Wasserstoff“. Er wird ebenfalls aus Erdgas hergestellt. Der Unterschied besteht darin, dass ein Teil des entstehenden Kohlendioxids abgeschieden und gespeichert werden soll.
Kritiker weisen jedoch darauf hin, dass dabei nicht sämtliche Emissionen erfasst werden und zusätzlich Methanverluste entlang der Erdgasförderung und des Transports auftreten können. Methan gehört zu den klimawirksamsten Treibhausgasen überhaupt.

Der sogenannte „grüne Wasserstoff“ entsteht durch Elektrolyse von Wasser unter Verwendung erneuerbarer Energien.
Er verursacht während seiner Herstellung keine direkten CO₂-Emissionen. Allerdings benötigt dieser Prozess große Mengen elektrischer Energie. Solange erneuerbarer Strom nicht im Überfluss verfügbar ist, stellt sich die Frage, ob dieser Strom nicht effizienter direkt genutzt werden könnte.

Die entscheidende Frage lautet daher:

Geht es wirklich um Klimaschutz oder darum, bestehende fossile Infrastrukturen und Geschäftsmodelle in ein neues Gewand zu kleiden?

Dieses Kapitel untersucht die verschiedenen Wasserstoff-Technologien, ihre tatsächlichen Umweltwirkungen, ihren Energieverbrauch und die wirtschaftlichen Interessen hinter dem globalen Wasserstoff-Narrativ. Ziel ist es nicht, Wasserstoff pauschal zu verurteilen oder zu verherrlichen, sondern Fakten von Marketing zu trennen.

Wasserstoff hat keine Farbe. Die Folgen seiner Herstellung dagegen sind sehr real

Wenn man sich diese Übersicht genauer ansieht, fällt auf, dass Wasserstoff zwar häufig als umweltfreundliche und klimaneutrale Lösung dargestellt wird, die tatsächliche Energiebilanz jedoch deutlich komplexer ist.

Für die Herstellung von Wasserstoff werden große Mengen an Energie und Wasser benötigt. Selbst bei grünem Wasserstoff, der mittels Elektrolyse aus erneuerbaren Energien erzeugt wird, entstehen entlang der gesamten Wertschöpfungskette Emissionen, beispielsweise durch den Bau der Anlagen, die Infrastruktur, den Transport und die Speicherung.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist der Wirkungsgrad. Von der ursprünglich eingesetzten elektrischen Energie bleiben nach Herstellung, Verdichtung, Speicherung, Transport und späterer Nutzung oft nur etwa 30 bis 40 Prozent als tatsächlich nutzbare Energie übrig. Ein erheblicher Teil der eingesetzten Energie geht somit verloren.

Zudem besitzt Wasserstoff pro Volumeneinheit eine deutlich geringere Energiedichte als Erdgas oder andere fossile Energieträger. Für die Bereitstellung derselben Energiemenge müssen deshalb wesentlich größere Mengen gespeichert, transportiert und verarbeitet werden.

Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage, ob Wasserstoff tatsächlich die optimale Lösung zur Reduzierung von CO₂-Emissionen und zur Bekämpfung der Erderwärmung ist oder ob die hohen Energieverluste entlang der gesamten Prozesskette einen Teil der erwarteten Vorteile wieder verringern.

Wasserstoff kann in bestimmten Bereichen, insbesondere in der Industrie, der Schifffahrt, der Luftfahrt oder als Energiespeicher, eine wichtige Rolle spielen. Ob er jedoch für alle Anwendungen die effizienteste und nachhaltigste Lösung darstellt, sollte sachlich und auf Grundlage der gesamten Energiebilanz bewertet werden.

Wie sehen Sie das? Sollte bei der Bewertung von Wasserstoff stärker die gesamte Wertschöpfungs- und Energiekette betrachtet werden, anstatt nur die Emissionen während der Nutzung?

Um die Diskussion weiter zu verdeutlichen, haben wir für die Situation in Deutschland Wasserstoff, Erdgas und Braunkohle gegenübergestellt. Dabei handelt es sich um Energieträger, die in Konkurrenz zu den erneuerbaren Energien und den verschiedenen Wasserstofftechnologien stehen.

Was fällt Ihnen auf, wenn Sie Erdgas und Braunkohle mit den verschiedenen Wasserstoffvarianten vergleichen?

Zunächst fällt der Energieaufwand auf, der erforderlich ist, um die jeweiligen Energieträger nutzbar zu machen. Erdgas muss zwar gefördert, transportiert und aufbereitet werden, benötigt jedoch weder große Mengen Wasser noch den energieintensiven Prozess der Elektrolyse. In der Regel sind hauptsächlich Reinigung und Aufbereitung notwendig, da Erdgas neben Methan auch Bestandteile wie CO₂, Schwefelverbindungen, Argon und weitere Begleitgase enthält.

Unstrittig ist, dass bei der Verbrennung von Erdgas CO₂ entsteht. Gleichzeitig wird jedoch an Technologien gearbeitet, welche CO₂ abscheiden, binden oder in anderen industriellen Prozessen weiterverwenden können. Dadurch stellt sich die Frage, ob die Bewertung eines Energieträgers ausschließlich auf den Emissionen bei der Verbrennung beruhen sollte oder auf der gesamten Wertschöpfungs- und Prozesskette.

Bei Braunkohle ist die CO₂-Freisetzung naturgemäß deutlich höher und stellt den zentralen Kritikpunkt dar. Dennoch gibt es Stimmen, die darauf hinweisen, dass Braunkohlekraftwerke eine hohe Versorgungssicherheit bieten, über lange Betriebszeiten verfügen und bestehende Infrastruktur nutzen können. Befürworter argumentieren zudem, dass zukünftige Technologien zur CO₂-Abscheidung und -Nutzung die Umweltbelastung reduzieren könnten.

Aus wirtschaftlicher Sicht wird außerdem diskutiert, ob die vollständige Umstellung auf Wasserstoff in allen Bereichen sinnvoll ist. Wasserstoff benötigt für Herstellung, Aufbereitung, Speicherung und Transport erhebliche Mengen an Energie. Die Kosten vieler Wasserstoffprojekte werden derzeit zusätzlich durch umfangreiche Förderprogramme und staatliche Subventionen unterstützt.

Vor diesem Hintergrund stellt sich eine grundlegende Frage:

Sollte die Bewertung der verschiedenen Energieträger ausschließlich anhand der direkten CO₂-Emissionen erfolgen, oder sollte die gesamte Energie- und Wertschöpfungskette betrachtet werden, einschließlich Ressourcenverbrauch, Infrastrukturbedarf, Energieverlusten, Versorgungssicherheit und Wirtschaftlichkeit?

Genau dieser Vergleich zeigt, dass die Farbe des Wasserstoffs allein nicht entscheidend ist. Entscheidend ist vielmehr die Gesamtbilanz des jeweiligen Energieträgers über seinen gesamten Lebenszyklus hinweg.

Wenn ein Investor, Kraftwerksbetreiber oder Industrieplaner eine Technologie bewertet, sollte nicht nur ein einzelner Faktor betrachtet werden. Entscheidend sind die Gesamtkosten, der Ressourcenverbrauch, der Flächenbedarf, die Versorgungssicherheit, die entstehenden Emissionen, die Abwärme sowie die technische und wirtschaftliche Umsetzbarkeit.

Aus diesem Blickwinkel erscheint Erdgas im dargestellten Vergleich wirtschaftlich konkurrenzfähig, da der Ressourceneinsatz und die Infrastrukturanforderungen im Verhältnis zur erzeugten Leistung vergleichsweise gering ausfallen.

Bei Braunkohle fällt besonders die enorme Energiemenge auf, die im Brennstoff gespeichert ist. Gleichzeitig geht dieser Vorteil mit hohen CO₂-Emissionen und erheblichen Umwelt Folgen einher, weshalb eine Gesamtbetrachtung notwendig ist.

Die Grafik verdeutlicht, dass Technologien nicht allein anhand von Schlagworten oder politischen Zielsetzungen bewertet werden sollten. Vielmehr müssen sämtliche Einflussfaktoren berücksichtigt werden.

Ein oft unterschätzter Faktor ist die Abwärme. Jede Energieumwandlung erzeugt Verluste in Form von Wärme. Je mehr Umwandlungsschritte erforderlich sind, desto größer werden diese Verluste. Deshalb stellt sich die Frage, welche Bedeutung die gesamte Verlustwärme und die Gesamtenergieeffizienz für die langfristige Entwicklung des Energiesystems haben.

Mein Ansatz ist es, jene Technologien zu suchen, die mit dem geringsten Ressourcen- und Energieeinsatz die größten ökologischen und wirtschaftlichen Vorteile erzielen und gleichzeitig für die Bevölkerung bezahlbar bleiben.

Wenn wir über Energie-, Klima- und Umweltpolitik sprechen, sollten wir nicht nur die technischen Lösungen diskutieren, sondern auch die grundlegenden Ziele dahinter.

Geht es in erster Linie um die ökologische Stabilität unserer Lebensgrundlagen, um den Schutz natürlicher Kreisläufe und um eine langfristig nachhaltige Entwicklung?

Oder ist das zentrale Ziel die Aufrechterhaltung eines Wirtschaftssystems, das auf kontinuierlichem Wachstum basiert und deshalb ständig neue Projekte, neue Technologien, neue Investitionen und neue Märkte benötigt?

Viele technologische Entwicklungen folgen einem ähnlichen Ablauf: Forschung, Entwicklung, Laborversuche, Pilotanlagen, Planung, Bau, Testbetrieb, Optimierung und schließlich industrielle Umsetzung. Dieser Prozess erzeugt Innovationen, Arbeitsplätze und wirtschaftliche Aktivität, verursacht aber gleichzeitig Ressourcenverbrauch, Energieeinsatz und Kosten.

Die entscheidende Frage lautet deshalb:

Wie unterscheiden wir zwischen Entwicklungen, die tatsächlich langfristige Probleme lösen, und solchen, die vor allem weiteres Wachstum, weitere Komplexität und neue Abhängigkeiten erzeugen?

Aus meiner Sicht sollte jede neue Technologie nicht nur anhand ihres wirtschaftlichen Potenzials bewertet werden, sondern auch anhand ihrer Auswirkungen auf Energieeffizienz, Ressourcenverbrauch, natürliche Kreisläufe, Umweltbelastung, Versorgungssicherheit und gesellschaftlichen Nutzen.

Vielleicht ist nicht jede technisch mögliche Entwicklung automatisch ein Fortschritt. Die wichtigere Frage könnte sein:

Verbessert sie die Stabilität des Gesamtsystems, oder erhöht sie lediglich dessen Größe und Komplexität?

Perpetuum Ökologie

Dieses Schaubild soll nicht Antworten geben.

Es soll Fragen stellen.

In den letzten Jahrzehnten haben wir immer mehr natürliche Kreisläufe durch technische Systeme ersetzt oder ergänzt. Das betrifft Energie, Mobilität, Landwirtschaft, Wasserwirtschaft, Gebäude und inzwischen sogar Informationsverarbeitung durch KI.

Jede neue Lösung verspricht Fortschritt.

Jede neue Lösung verspricht geringere Emissionen, höhere Effizienz und mehr Nachhaltigkeit.

Doch betrachten wir auch die gesamte Bilanz?

Für jedes neue System benötigen wir:

• Forschung und Entwicklung
• Rohstoffe und seltene Metalle
• Energie für Herstellung und Betrieb
• Infrastruktur und Wartung
• Austausch und Recycling
• zusätzliche Flächen und Ressourcen

Dadurch entstehen neue technische Kreisläufe, die wiederum neue technische Lösungen benötigen.

Gleichzeitig bleibt die Frage offen:

Werden die natürlichen Kreisläufe dadurch tatsächlich stabilisiert oder zunehmend durch technische Kreisläufe ersetzt?

Natürlich kann Technik Probleme lösen.

Doch jede Technologie erzeugt auch neue Abhängigkeiten, Kosten, Stoffströme, Energieverluste und Abwärme.

Deshalb reicht es nicht aus, einem Produkt oder einem System ein grünes Label zu geben.

Die entscheidende Frage lautet:

Macht ein System unsere Umwelt wirklich nachhaltiger oder verschiebt es die Belastungen lediglich an andere Stellen der Wertschöpfungskette?

Und genau deshalb stelle ich eine offene Frage an Wissenschaftler, Ingenieure, Ökonomen, Politiker und Praktiker:

Bewerten wir erneuerbare Technologien kritisch genug über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg oder konzentrieren wir uns zu stark auf die Vorteile und zu wenig auf die langfristigen Folgen für Ressourcen, Infrastruktur, Energiebedarf und natürliche Kreisläufe?

Die Diskussion sollte nicht lauten:

"Ist diese Technologie grün?"

Sondern:

"Verbessert sie dauerhaft das Gesamtsystem für Mensch, Natur und Wirtschaft?