Wasserstoff als Energieträger – erfolglos trotz jahrzehntelanger Subventionen

Die Europäische Kommission hat zur Förderung der Wasserstofftechnologie letzte Woche erneut ein Wasserstoffsubventionsprogramm, das IPCEI „Hy2Infra“, beihilferechtlich genehmigt.
Sieben EU-Staaten, darunter Deutschland, wollen das Vorhaben mit öffentlichen Mitteln in Höhe von bis zu 6,9 Milliarden Euro unterstützen.

Dies soll gleichzeitig private Investitionen über 5,4 Milliarden Euro auslösen.

IPCEI „Hy2Infra“ soll einen großen Teil der Wasserstoff-Wertschöpfungskette auf den Weg bringen:

• den Einsatz von 3,2 Gigawatt großen Elektrolyseuren zur Herstellung von erneuerbarem (grünem) Wasserstoff;
• die Errichtung neuer und umfunktionierter Wasserstofftransport- und Verteilungsleitungen mit einer Länge von etwa 2.700 Kilometern;
• die Entwicklung großer Wasserstoffspeicheranlagen mit einer Kapazität von mindestens 370 Gigawattstunden;
• den Bau von Umschlagterminals und der dazugehörigen Hafeninfrastruktur für flüssige organische Wasserstoffträger für den Umschlag von 6000 Tonnen Wasserstoff pro Jahr.

Die EU Kommission hatte bereits 2022 zwei IPCEI Hy2 Projekte mit zusammen 10,6 Milliarden Euro Subventionen für viele Wasserstoff Projekte in ganz Europa genehmigt.

Auch in diesen Projekten wurden hauptsächlich Wasserstoffinfrastrukturprojekte, aber auch einige Anwenderprojekte finanziert.

Auffallend ist, dass die EU vor allem die Infrastruktur unterstützt, darunter Wasserstoffleitungen, -speicher, -elektrolyseure, -tankstellen und -umschlagplätze, aber kaum Anwendungen wie Wasserstofffahrzeuge, Wasserstoffheizungen oder Wasserstoffkraftwerke. Dabei sind es genau diese Anwendungen, die die Infrastrukturinvestitionen rechtfertigen könnten, wenn sie wirtschaftlich konkurrenzfähig mit anderen Anwendungen wie E-Mobilität oder erneuerbaren Energieheizungen, Photovoltaik- und Windanlagen in Verbindung mit Speichern, wie Batterien oder Pumpspeichern, sein könnten. Die besten Wasserstoffpipelines und -speicher sind nutzlos, wenn kaum jemand den durch sie fließenden Wasserstoff verwendet, weil er schlichtweg zu teuer ist.

Viele neue Entwicklungen im Bereich ökostrombasierter Anwendungen lassen jedoch vermuten, dass Wasserstoff in den Anwendungen keine wirtschaftliche Chance mehr hat. Dies lässt die Befürchtung aufkommen, dass die aktuellen milliardenschweren Subventionen in die Wasserstoffinfrastruktur genauso wie in den letzten Jahrzehnten bereits geschehen, verschwendet werden könnten.

Private Wirtschaft investiert nur mit hohen staatlichen Subventionen

Offensichtlich traut der privaten Wirtschaft niemand rentable, sich selbst ökonomisch tragende Investitionen in die Wasserstoffinfrastruktur zu. Ein staatlicher Subventionsanteil in der Größenordnung von 60 Prozent ist enorm. Er zeigt, dass die private Wirtschaft nicht in der Lage oder willens ist, die gewünschten Finanzierungen zu schultern. Es fehlen einfach die Geschäftsmodelle, die mithilfe von Wasserstoff klimaschützende Energie- und Industrieanwendungen rein mit privatem Kapital profitabel machen können. Wasserstoff ist heute und wird vermutlich auch in Zukunft viel teurer sein als direkte Ökostromanwendungen.

Direkte Ökostromanwendungen werden gegenüber Wasserstoffanwendungen immer billiger

Die mit immensen staatlichen Mitteln aufzubauenden Wasserstoffinfrastrukturen werden nur Sinn machen, wenn Aussicht darauf besteht, dass grüner Wasserstoff tatsächlich wirtschaftlich rentabel eingesetzt werden kann. Damit sich die riesigen Infrastrukturkosten in Elektrolyseure, Speicher und Pipelines tatsächlich rentieren, muss also aus Ökostrom erzeugter grüner Wasserstoff im Verkehr, in Heizungen, in der Stromerzeugung und in der Industrie wesentlich kostengünstiger sein als der direkte Einsatz von Ökostrom.

Wasserstoffautos und Wasserstoff-Lkw sollten also in der Anschaffung und vor allem im Betrieb billiger sein als elektrische Antriebe im Auto oder Lkw; der Einsatz von Wasserstoff in Heizungen mit Brennstoffzellen sollte billiger sein als Wärmepumpen, elektrische Niedertemperaturstrahlungsheizungen oder die Nutzung von Abwärme aus Biogasanlagen. Die Stromerzeugung aus grünem Wasserstoff sollte auch günstiger sein als die Stromerzeugung aus Wind- und Solarenergie, die in Batterien oder Pumpspeichern zwischengespeichert und von Bioenergiespeicherkraftwerken, Wasserkraft und Geothermie ergänzt wird. Auch in der Industrie sollte beispielsweise die Kunststofferzeugung aus grünem Wasserstoff und CO2 billiger sein als Biokunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen.

In keinem der genannten Bereiche ist abzusehen, dass Wasserstoffanwendungen jemals mit den genannten ökologischen Alternativen konkurrieren können.

Der Aufbau einer solch gigantischen von der EU geplanten und hoch subventionierten Wasserstoffinfrastruktur erscheint unter dieser Betrachtung als eine große Geldvernichtung, vor allem von öffentlichem Steuergeld.

Seit Jahrzehnten haben massive staatliche Subventionen in die Wasserstoffinfrastruktur und -anwendungen staatliche Gelder in Milliardenhöhe ohne sichtbaren Erfolg vernichtet

Wasserstoffsubventionen in zig Milliardenhöhe gibt es seit Jahrzehnten bis heute ohne Erfolg. Ich erinnere mich an viele Subventionsprogramme und staatliche Absichtserklärungen bezüglich Wasserstofflieferungen, beispielsweise aus kanadischer Wasserkraft, während meiner Zeit als forschungspolitischer Sprecher der Grünen-Bundestagsfraktion vor 20 Jahren. Bis heute gibt es keinen nennenswerten grünen Wasserstoffimport aus Kanada oder sonst woher.

Beispiel Ballard Power aus Kanada

Abzulesen ist dies an der schier unglaublichen Geschichte eines der führenden Brennstoffzellenhersteller der Welt: das seit 44 Jahren börsennotierte Unternehmen Ballard Power aus Kanada. Der Aktienkurs von Ballard Power schoss immer schnell parallel mit hohen staatlichen Förderprogrammen, wie etwa um 2000 und 2020, nach oben und stürzten ebenso schnell mit deren Versiegen wieder ab. Wenn es staatliche oder kommunale Wasserstoffsubventionsprojekte, wie zum Beispiel Wasserstoffbusse, gab, war Ballard Power oft der Lieferant der Technologie. So gut wie keines dieser Projekte hat überlebt; faktisch sind alle einmalige Strohfeuer gewesen. Man mag es kaum glauben, aber das, was Michael Barnard in einem Artikel von CleanTechnika zusammengetragen hat, ist eigentlich nicht zu fassen.

Ballard Power hat im Durchschnitt über 44 Jahre hinweg jedes Jahr Verluste in Höhe von 55 Millionen geschrieben. Nur durch unentwegte Kapitalerhöhungen in Verbindung mit staatlichen Subventionsprogrammen konnte das Unternehmen überleben. Ballard Power nutzte nur staatliche Förderprogramme für die „Markteinführung“ von Brennstoffzellen für Stromerzeugung und Fahrzeuge auf Wasserstoffbasis. Mit dem zweifelhaften „Erfolg“, dass es bis heute trotz zig Milliarden öffentlicher Subventionen keinen sich selbst tragenden Markt für Wasserstoffanwendungen – vor allem im Verkehr und bei der Stromerzeugung – gibt. Es existiert noch immer kein Markt für grünen Wasserstoff, der aus Ökostrom gewonnen wird. Alle bisherigen Wasserstoffprojekte wurden und werden mit grauem Wasserstoff – also Wasserstoff aus höchst klimaschädlichem Erdgas – bedient. Auch heute gibt es meist nur Anwendungen aus grauem Wasserstoff, als „Brückentechnologie“, bis es irgendwann in zig Jahren einen sich selbst tragenden Markt mit grünem Wasserstoff geben soll.

Auch in jüngster Vergangenheit vielfacher Stopp von staatlich hoch subventionierten Wasserstoffprojekten

Gerade auch seitdem die Merkel-Regierung unter ihrem Wirtschaftsminister Peter Altmaier (CDU) ab 2018 eine neue Wasserstoffeuphorie anstieß, wurden viele hochsubventionierte Projekte nach dem Auslaufen der Förderungen wieder sang- und klanglos eingestampft.

Absage des Wasserstoffleuchtturmprojektes „Heide“

Die Öl-Raffinerie Heide in Schleswig-Holstein hatte beschlossen auf grünen Wasserstoff zu setzen. Drei Jahre nach Beginn des Leuchtturmprojekts in 2020 wurde der zentrale Baustein von „Westküste 100“ nun vorzeitig beendet. Die Elektrolyse-Anlage wird nicht gebaut. Das Projekt war seit 2020 vom Bundeswirtschaftsministerium im Rahmen des Programms „Reallabore der Energiewende“ mit einer Gesamtsumme von 36 Millionen Euro gefördert worden. Altmaier, der zu jener Zeit Bundeswirtschaftsminister war, hatte damals in Berlin den Förderbescheid überreicht. Trotz der Fördermittel lohne sich ein dauerhafter Betrieb der Anlage zur Herstellung von grünem Wasserstoff in industriellem Maßstab wirtschaftlich nicht, so das Investoren-Konsortium. Damit ist auch der geplante Einsatz von grünem Wasserstoff in der Wärmeversorgung von Heide gescheitert.

Reihenweise Absagen nach Subventionsempfang von Wasserstoffbusprojekten

Viele Städte wollten ihre klimaschädlichen Diesel-Busflotten ökologisieren und setzten dabei auf Wasserstoffbusse, wie beispielsweise in der französischen Stadt Montpellier oder in Wiesbaden, um nur zwei Beispiele zu nennen. In all diesen Fällen stellte sich jedoch heraus, dass die Betriebskosten der Wasserstoffbusse einschließlich der Wasserstofftankstellen viel zu hoch sind. In Montpellier wurde festgestellt, dass die Betriebskosten von Wasserstoffbussen etwa sechsmal so hoch sind wie die von rein elektrisch betriebenen Bussen. Der Betrieb eines wasserstoffbetriebenen Busses würde pro Jahr etwa 3 Millionen Euro kosten, E-Busse dagegen nur 500.000 Euro pro Jahr.

In Wiesbaden scheiterte das Wasserstoff-Busprojekt unter anderem an der 2 Millionen Euro teuren Wasserstofftankstelle, die viel zu lange benötigte, um überhaupt in Betrieb genommen zu werden, und anschließend weitere Probleme verursachte.

Ausbau von Wasserstofftankstellen in Deutschland seit 20 Jahren erfolglos

Seit BMW kurz nach dem Jahr 2000 mit einer Flotte von Wasserstoff-Autos auftauchte – auch ich durfte Probefahrten mitmachen – wird auch in Deutschland versucht eine umfassende Wasserstofftankstelleninfrastruktur aufzubauen.

2005 wurden in Berlin 16 Wasserstoffahrzeuge mitsamt Tankstelle eröffnet

2012 legte die Bundesregierung ein Wasserstoff-Tankstellenprogramm auf. 50 Tankstellen sollten bis 2020 mit 20 Millionen Euro gefördert werden.

Daraufhin hat im Februar 2015 das Joint Venture H2 Mobility Deutschland GmbH & Co.KG mit den Gesellschaftern Air Liquide, Daimler, Linde, OMV, Shell und TOTAL den operativen Betrieb aufgenommen, mit dem Ziel, den Ausbau der Wasserstoffinfrastruktur in Deutschland maßgeblich zu beschle. Bis 2023 sollten 400 Wasserstofftankstellen aufgebaut werden.

Das Ergebnis all dieser Subventionen und Anstrengungen fossiler Unternehmen ist ernüchternd: Anfang 2024 gibt es gerade mal 92 Wasserstofftankstellen in Deutschland mit leicht sinkender Tendenz.

MAN: Auch bei LKWs schafft der E-Antrieb den Durchbruch im Vergleich zu Wasserstoff-LKWs

Nun wird oft eingestanden, dass das Elektroauto den Durchbruch gegenüber dem Wasserstoffauto geschafft habe, aber bei schweren Transporten, insbesondere im Lkw-Verkehr, sei Wasserstoff die Zukunft, weil die Reichweiten von Batterien mit Wasserstoff im Lkw nicht mithalten könnten, so die gängige Meinung. Immer noch wird also behauptet, Wasserstoff sei der wichtigste Antrieb im Lastwagenverkehr, weshalb der Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur notwendig sei.

Die Marke MAN, die über den Nutzfahrzeughersteller Traton zum Volkswagen-Konzern gehört, setzt dagegen für die Zukunft klar auf batteriebetriebene Lkw. Wasserstoffsysteme hält man nicht für zielführend, wie Vorstandsvorsitzender Alexander Vlaskamp betonte. Der CEO von MAN Truck & Bus sagte, dass die batterieelektrische Technologie heute die effizienteste sei, da sie die Nutzung von 75 Prozent der erzeugten Energie ermögliche. Bei der mit Wasserstoff betriebenen Brennstoffzellentechnologie gingen 75 Prozent des erzeugten Ökostroms verloren, und nur 25 Prozent würden für den Antrieb des Fahrzeugs verwendet.

Darüber hinaus sei die Produktion von grünem Wasserstoff deutlich teurer als die Produktion von Strom aus erneuerbaren Energien, da Wasserstoff neben den höheren Produktionskosten auch verteilt und gespeichert werden müsse.

Vetternwirtschaft in der Wasserstofflobby auch in Deutschland

Doch in der Ampelkoalition und auch der Union hat sich das alles noch nicht herumgesprochen. Offensichtlich haben die Wasserstofflobbyisten einen guten Einfluss auf die Förderpolitik, bis hin zum eigenen Vorteil.

Es ist oft so: Wo Milliardensubventionen im Spiel sind, ist Vetternwirtschaft nicht weit.

Nach einer umstrittenen Millionenförderung musste Verkehrsminister Volker Wissing (FDP) seinen Abteilungsleiter nach einer Wasserstoff-Affäre entlassen; ein weiterer Mitarbeiter aus der Abteilung wurde strafversetzt. Es gab offenbar Vetternwirtschaft bei der Vergabe einer Millionen-Subvention mit dem Deutschen Wasserstoff- und Brennstoffzellenverband (DWV).

Um die politische Unterstützung für weitere Wasserstoffsubventionen aufrechtzuerhalten, greifen Verbände der Wasserstoffwirtschaft auch auf die Erstellung optimistischer Studien zurück. So veröffentlichte im letzten Herbst der Deutsche Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. (DVGW) eine Studie mit dem Titel „Endkundenpreise für grünen Wasserstoff langfristig nicht höher als Gaspreise“. Die Deutsche Gesellschaft für Solarenergie (DGS) stellte in einer Analyse der Studie fest, dass einige unrealistische Annahmen zugrunde gelegt wurden, sodass wohl das Gegenteil der Fall sein wird.

Hauptproblem der Wasserstoffwirtschaft: Hohe Betriebskosten und hochkomplizierte Technologie

Die Achillesverse der Wasserstofftechnologie scheinen die extrem hohen Wartungskosten im Betrieb der Fahrzeuge, Heizungen, Tankstellen und anderer Einrichtungen zu sein.

In einem weiteren Artikel hat Michael Barnard in „Cleantechnika“ die hohen Wartungskosten von Wasserstofftankstellen zusammengetragen.

An 55 Wasserstofftankstellen in Kalifornien wurden jährliche Wartungskosten in Höhe von etwa 30 Prozent der Investitionsausgaben verzeichnet, obwohl geplant war, nur 3 bis 4 Prozent dafür aufzuwenden. Diese explodierenden Kosten führten im letzten Jahr zu zahlreichen Betriebsschließungen. Insgesamt wurden laut Barnard im Jahr 2023 231 Wasserstofftankstellen geschlossen. Im Februar 2023 gab es weltweit geschätzt knapp über 800 Wasserstofftankstellen. Das bedeutet, dass mehr als ein Viertel der weltweiten Wasserstofftankstellen allein im Jahr 2023 schließen mussten, da die Wartungskosten nicht mehr tragbar waren.

Das ist auch kein Wunder. Ein Brennstoffzellenfahrzeug ist ein Batterie-Wasserstoff-Hybridfahrzeug. Hinzu kommen ein hochentwickelter 700-Atmosphären-Wasserstofftank oder ein noch weiter entwickelter Flüssigwasserstofftank mit Drucksensor und Entlastungssystemen, ein komplexes System zur Bewegung des Wasserstoffkraftstoffs, das bei Drucktanks oder sehr großen Tanks mit sehr großen Druckänderungen umgehen muss. Laufende Druckänderungen, wenn flüssiger Wasserstoff in gasförmige Form erwärmt wird, führen zu großen Herausforderungen beim Wärmemanagement. Überall werden Sensoren, Aktoren und Komponenten für das Wärmemanagement benötigt, eine teure und lebensdauerbegrenzte Brennstoffzelle, die reinen Wasserstoff und saubere Luft sowie einen Lufteinlass mit Filtersystem benötigt und ein System zum Abtransport des entstehenden Wassers aus der Brennstoffzelle aus dem Fahrzeug, ohne dass es gefriert, also alleine dafür eine Heizlösung.

Es wird auch zukünftig keinen Durchbruch für die Wasserstofftechnologien geben können

Diese Komplexität der Wasserstofftechnologie erklärt, warum es trotz geschätzter weltweiter hunderter Milliarden öffentliche Subventionen und Forschungsgelder, die über 30 Jahre lang in die Wasserstofftechnologie geflossen sind, bis heute keinen Durchbruch der Technologie gibt. Nach meiner Einschätzung wird das auch so bleiben, obwohl es erneut einen politischen Unterstützungshype mit öffentlichen Geldern für die Wasserstoffinfrastruktur gibt.

Denn inzwischen sind längst die direkten Stromanwendungen mit Elektrofahrzeugen, Wärmepumpen, Strominfrarotstrahlungsheizungen, Strom- und Wärmspeichern für saisonale und Kurzfristspeicher den Wasserstoffanwendungen – was Wartung, Infrastrukturkosten und andere Elemente betrifft – weit überlegen.

Die neuen, aktuellen Wasserstoffprogramme der EU-Kommission und der Bundesregierung – wie das IPCEI „Hy2Infra“ – werden wie die letzten Jahrzehnte auch herausgeworfenes öffentliches Geld in zig Milliardenhöhe sein. Geld, das viel besser in E-Mobile, E-Heizungen und den schnellen Aufbau einer 100 Prozent Ökostromversorgung investiert werden sollte. Und auch für die Industrie gibt es eine Menge Alternativen, um die Industrie Grün zu machen, als eben Wasserstoff.

Wasserstoff schlimmes Klimagas

Dabei zeigen neueste Forschungen, dass selbst grüner Wasserstoff, wenn er nicht verbrannt wird, sondern unkontrolliert als Wasserstoff entweicht, ein starkes Klimagas ist. Wasserstoff an sich verursacht zwar keine Klimaerwärmung, aber er reagiert mit anderen Gasen in der Atmosphäre und verstärkt deren Erwärmungseffekt zusätzlich.

Nach den aktuellen Schätzungen von Wissenschaftlern beim Environmental Defend Fund (EDF) ist die Klimawirkung von Wasserstoff über einen Zeitraum von 20 Jahren etwa 34-mal höher als die von CO2.

Alleine diese Klimagefahren von Wasserstoff erhöhen die Kosten für die Wasserstoffinfrastruktur, da alle Leckagen in allen Anwendungen peinlich genau vermieden werden müssen – beim extrem leichtflüchtigen Wasserstoffgas keine leichte Aufgabe.

Es gibt viel wichtigere Infrastrukturausbauten als die für Wasserstoff

Die hohen Subventionen die heute in eine sich jetzt schon abzeichnenden unwirtschaftliche Wasserstoffinfrastruktur gesteckt werden, sollten in andere, viel wichtigere, Infrastrukturprojekte umgeleitet werden. Der Ausbau des europäischen hauptstadtverbindenden Schnellbahnsystems ist eine solche Infrastrukturmaßnahme. Allerdings kommt dieser Ausbau nur sehr schleppend voran.

Lediglich 5,3 Milliarden Euro, wesentlich weniger als für die Wasserstoffinfrastruktur, sollen aktuell in der EU insgesamt bis 2030 bereitgestellt werden, um die Nutzung von Hochgeschwindigkeitszügen in der EU bis 2030 zu verdoppeln.

Dabei würde der Ausbau der Schnellbahnsysteme erhebliche Verbesserungen im europäischen Verkehr bringen und beispielsweise eine Reduzierung des innereuropäischen Flugverkehrs ermöglichen, was einen bedeutenden Beitrag zum Klimaschutz leisten würde. Die Anwendungen der Wasserstofftechnologie dagegen stehen noch weit in den Sternen, und ob sie jemals einen nennenswerten Beitrag zum Klimaschutz leisten können, ist ebenfalls unklar.

— Der Autor Hans-Josef Fell ist Präsident der Energy Watch Group. Er war 1998 bis 2013 Bundestagsabgeordneter für Bündnis/Die Grünen und ist Mit-Autor des Entwurfs des Erneuerbare-Energien-Gesetzes von 2000. https://hans-josef-fell.de/ —