Grau, blau oder grün

Ab diesem Jahr will die Bayerische Regiobahn (BRB) testweise einen Wasserstoffzug am Ammersee einsetzen. (https://www.merkur.de/bayern/bayern-wasserstoffzug-siemens-ammersee-augsburg-weilheim-mireo-antrieb-diesel-projekt-91832799.html). Wenn alles klappt, soll der Wasserstoffantrieb in naher Zukunft die Diesellokomotiven auf der Strecke von Augsburg nach Schongau ersetzen.

Wasserstoffzug am Ammersee

Das wäre eine feine Sache. Der von Siemens Mobility gebaute Mireo Plus H arbeitet mit sogenannten Brennstoffzellen. Der Wasserstoff reagiert darin mit der Umgebungsluft, und erzeugt den Strom für den Antrieb. Statt giftiger Abgase entsteht durch die Verbindung von Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O) H2O – also ganz normales Wasser. Das klingt gut, ist aber komplizierter, als es im ersten Moment aussieht.

Der Siemens Mireo soll testweise als Wasserstoffzug am Ammersee eingesetzt werden
Ein Zug mit Wasserstoffantrieb soll testweise auf der Ammerseebahn eingesetzt werden (Foto © Siemens Mobility)

Bei der Vorstellung des Projektes sagte Bayerns Wirtschaftsminister Hubert Aiwanger: „Grüner Wasserstoff wird zu einer tragenden Säule für umfassenden Klimaschutz in den Bereichen Verkehr, Industrie und Energie.“

Grüner Wasserstoff? Als Laie staunt man erst einmal, dass es das chemische Element H in verschiedenen Farben gibt. Neben der grünen, gibt es auch noch eine blaue, graue und türkise Variante. Die Substanz selbst ist natürlich farblos. Die Farben bezeichnen die unterschiedlichen Herstellungsmethoden.

Kleine Farbenlehre

Wasserstoff sprudelt nicht einfach aus einem Bohrloch, sondern muss erst einmal hergestellt werden. Dazu gibt es unterschiedliche Verfahren. Das heute gängigste ist, Erdgas unter großer Hitze in Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten. Das ist allerdings alles andere als klimaneutral. Pro Tonne Wasserstoff entstehen dabei etwa 10 Tonnen CO₂. Das heißt dann grauer Wasserstoff. Falls das CO₂ nicht in die Luft geblasen, sondern unterirdisch eingelagert wird, dann darf sich das Ergebnis blauer Wasserstoff nennen.

Wasserstoffmoleküle
Wasserstoffmoleküle (Bild von Gerd Altmann auf Pixabay)

Die ebenfalls recht freundliche Farbe Türkis kommt zum Einsatz, wenn Methan in Wasserstoff und Kohlenstoff aufgespalten wird. Allerdings braucht es auch dazu sehr hohe Temperaturen. Wie klimafreundlich das Ganze ist, hängt also davon ab, ob die Hitze mit fossilen oder regenerativen Brennstoffen erzeugt wird.

Grüner Wasserstoff

Kommen wir schließlich zu dem von Minister Aiwanger erwähnten grünen Wasserstoff. Der entsteht durch Elektrolyse von Wasser, dessen Moleküle durch Strom in H und O getrennt werden. Wie bei der türkisen Variante kommt es auch hier darauf an, ob der benötigte Strom klimaneutral erzeugt wird oder nicht.

Das ist zugegeben etwas verkürzt dargestellt. Wer sich durch mehrere Seiten chemischer Formeln lesen will, wird hier fündig: https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserstoffherstellung

Nicht effizient, aber trotzdem sinnvoll

Ich finde den grünen Wasserstoff eine prima Sache, auch wenn der Wirkungsgrad bei der Umwandlung nur bei etwa 40 % liegt. Man muss also rund eine Kilowattstunde Strom aufwenden, um am Ende der Kette 400 Wh zu haben.

Macht aber nichts. An sonnigen, windigen Tagen haben wir heute schon mehr Strom aus regenerativer Erzeugung, als wir überhaupt verbrauchen können. Windturbinen oder Solarfelder werden dann regelmäßig abgeschaltet. Auf der anderen Seite produziert Fotovoltaik in der Nacht logischerweise überhaupt keinen Strom.

Steckt man den tagsüber überschüssigen Strom in die Erzeugung von grünem Wasserstoff, haben wir die Energie dann, wenn wir sie brauchen. Beispielsweise, um einen Wasserstoffzug am Ammersee zu betreiben.

Das liebe Geld

Das alles klingt so gut, dass man sich fragt, warum man das nicht schon längst so macht. Die Antwort liegt, wie so oft, beim lieben Geld. Erdöl oder Erdgas zu verbrennen war einfach so konkurrenzlos billig, dass es sich schlicht nicht lohnte, in teure Elektrolyseanlagen zu investieren. Erst jetzt, da wir sehen, in welche Abhängigkeit uns das gebracht hat, setzt ein Umdenken ein.

Vor rund einem Jahr kostete der aus Erdgas erzeugte graue Wasserstoff noch rund € 2 pro Kilogramm, der klimaneutral hergestellter grüne Wasserstoff dagegen das Dreifache. Allerdings sind die Verhältnisse dabei, sich zu ändern. Durch den Wegfall der günstigen Erdgasimporte aus Russland ist der Preis für grauen Wasserstoff mittlerweile rapide angestiegen. Umgekehrt wird durch die vermehrte Verfügbarkeit von Solar- und Windenergie der klimaneutrale Prozess immer günstiger. Im Moment wird gerade ein Kipppunkt erreicht, an dem grüner Wasserstoff die billigere Alternative ist.

Der Energiepark Wunsiedel könnte Treibstoff für den Wasserstoffzug am Ammersee erzeugen
Der Energiepark Wunsiedel (Foto © Siemens)

Das macht das Ganze wirtschaftlich interessant. Letzten September wurde im Energiepark Wunsiedel Bayerns größte Elektrolyseanlage in Betrieb genommen (https://www.br.de/nachrichten/bayern/wasserstoff-bayerns-groesste-elektrolyseanlage-geht-in-betrieb,THK2KNh). Interessant daran ist, dass es kein staatlich finanziertes Modellprojekt ist, sondern privatwirtschaftlich betrieben wird. Die Anlage soll jährlich 1.350 Tonnen grünen Wasserstoff erzeugen, was vom Energiegehalt her ungefähr 5 Millionen Liter Diesel entspricht.

Modellprojekt Ammerseebahn

Wenn das Beispiel Schule macht, könnten in Zukunft etliche Bahn- und Buslinien in Bayern mit klimaneutralem Wasserstoff betrieben werden. Über den Umweltaspekt hinaus, würden wir uns damit auch unabhängiger von Energieimporten aus anderen Ländern machen. Natürlich ist es bis dahin noch ein langer Weg. Ich finde es aber großartig, dass der Wasserstoffzug am Ammersee ein erster Schritt auf diesem Weg ist.

3 Gedanken zu „Grau, blau oder grün“

  1. Das ist ein schönes Modellprojekt. Eine meiner Meinung nach bessere Alternative wäre aber die Elektrifizierung auch von sogenannten Nebenstrecken, sodass dort E-Züge fahren können. Dann muss ich nicht eine Wasserstoffinfrastruktur für die Zugbetankung aufbauen.
    In der Schweiz funktioniert das gut, aber dort hat die Eisenbahn einfach einen höheren Stellenwert.

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    • Ja, leider sind wir nicht im Bahnland Schweiz. Wenn ich mir anschaue, wie lange auf deutscher Seite die Elektrifizierung der Strecke München-Zürich gebraucht hat, dann habe ich da für die Nebenlinien wenig Hoffnung.
      Ich hoffe, dass durch den Umstieg auf Wasserstoff eine positive Spirale in Gang gesetzt wird: Die Nachfrage durch die Bahnbetreiber macht den Bau weiterer Elektrolyseuren attraktiv, wodurch dann mehr und günstigerer Wasserstoff zur Verfügung steht, was es wiederum für mehr Anwender attraktiv macht.

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