Dieser Text erschien in der Ausgabe Februar/März 2022 mit dem Titel „Stoff für die Energiewende“.
Robert Habeck reicht’s. „Ja, man kann darüber klagen, wie schwer alles ist und wie groß die Herausforderungen sind und wie sehr wir in Rückenlage anfangen. Ich will das nicht mehr tun.“ Er sieht die Chancen für die deutsche Wirtschaft. Für Wachstum und Klimaschutz. Der Weg hin zur Klimaneutralität, zur ökologisch-sozialen Marktwirtschaft ist verdammt schwierig, aber möglich. Noch. Deswegen beeilt sich der Bundesminister für Wirtschaft und Klimaschutz am 13. Januar 2022 im Deutschen Bundestag. Seine Rede ist Teil der Regierungserklärung. Sie dauert weniger als zehn Minuten. Robert Habeck muss sich beeilen, weil wir keine Zeit mehr haben.
Wer ihm seit der Amtsübernahme im Dezember vergangenen Jahres zugehört hat, merkt, dass der Mitteilungsdrang des 52-Jährigen diesem Diktum folgt. Denn bis 2030 müssen die Emissionen um 65 Prozent im Vergleich zu 1990 runter. Heißt bis zu 41 Millionen Tonnen CO2- Äquivalente weniger – pro Jahr. Dafür muss der Ausbau der Erneuerbaren Energien verdreifacht werden – von aktuell 240 auf bis zu 600 Terawattstunden. Wie soll das gehen? Schon das Genehmigungsverfahren für eine Windkraftanlage braucht derzeit etwa sechs bis acht Jahre. Da müsse man „nun nicht besonders helle sein“, um zu begreifen, dass die Rechnung nicht aufgeht, sagt der Klimaschutzminister im Bundestag.
Von Solarzellen sind Bürger:innen leichter zu überzeugen. Sie stören weder auf Dächern noch auf Balkonen. 200 Gigawatt Leistung sollen so bis 2030 entstehen. Beim Thema Wind sieht es schwieriger aus. Damit sich genug große Räder drehen, müssen zwei Prozent der deutschen Landesfläche entsprechend genutzt werden. Nur Hessen und Schleswig-Holstein kommen annähernd an diese Zahl ran. Die Entfernungen zu Siedlungen machen es Planer:innen schwer. Es gelten Mindestabstande von um die 1.000 Meter. Und Ausbau-Gegner:innen haben sich gut organisiert, vom Sauerland bis nach Mecklenburg-Vorpommern.
Die Erneuerbaren sind ein entscheidender, aber nicht der einzige Baustein. Überall mangelt es an Fachkräften, die die grüne Infrastruktur planen und aus dem Boden stampfen können. So waren etwa im dritten Quartal 2021 laut dem Verein Deutscher Ingenieure 132.000 entsprechende Stellen unbesetzt. Die Bundesagentur für Arbeit meldet zwar 38.000 Lehrstellen auf dem Bau, doch 15.000 davon sind bislang nicht besetzt. Bis Stellen in Handwerksbetrieben nachbesetzt werden können, vergehen hierzulande zwischen 180 und 210 Tagen. Gerade in wichtigen Bereichen fehlt daher das Personal: Heizungs-, Klima- und Energietechnik.
Habeck war mal Schriftsteller. Vor der großen Polit-Karriere hat er mit seiner Frau Romane geschrieben. Er weiß, Menschen brauchen Geschichten, eine gemeinsame Sprache, eine überzeugende Erzählung. Nur dann ziehen sie mit. Das ist genauso wichtig wie Budgets, Vorschriften und Gesetze. Nun muss der Grüne aus der klimaneutralen Utopie also eine gemeinsame, gesellschaftliche wie ökonomische Erfolgsstory der Energiewende machen. Der promovierte Philosoph versucht das mit „pragmatischem Idealismus“. Nennt er so. Heißt: Zahlen, auch die krassen, dosiert einsetzen, Chancen lauter benennen, Kompromisse forcieren. Deswegen heißt es in der am 12. Januar 2022 vorgestellten Status-quo-Analyse des Bundeswirtschaftsministeriums: „Klimaschutz wird in der Bundesregierung zur Querschnittsaufgabe“. Die Tonalität ist neu. Sie ist richtig.
„Champagner-Debatte“ um Wasserstoff
Die großen Stränge der neuen Erzählung, die wichtigsten Treibstoffe der Zukunft, sind bisher: Wasserstoff (H2) und E-Mobilität. Es gibt natürlich noch weitere kluge Maßnahmen wie den optimalen Ausbau der Stromnetze, Energieeffizienz von Gebäuden (Schlagwort „Wärmepumpe“) oder den Umbau des schmutzigen Energiesektors in Gänze – 250 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente hat der 2019 laut Bundesumweltamt rausgepustet.
Für positiven Erzählstoff baut Deutschlands Autoindustrie jedenfalls schon lauthals um – flankiert von staatlichen Kaufprämien. Bei allem, was generell nicht für den grünen Batteriebetrieb infrage kommt, gibt es eine gern genommene Antwort: Wasserstoff. Das farblose, extrem flüchtige Gas (H2) wird als „Erdöl der Zukunft“ und „Retter aus der Klimakrise“ gefeiert, ist bisher in Deutschland aber kaum verfügbar. Expert:innen sprechen von einer „Champagner-Debatte“. Begrenzte Menge, hohe Nachfrage, hoher Preis. Dummerweise braucht man dann wiederum viel von dem Superstoff.
Und diese Kapitel hängen durchaus zusammen. Einfach gesagt: Für 15 Millionen E-Autos bis zum Ende des Jahrzehnts – das Wuppertal Institut für Klima, Energie und Umwelt geht sogar von 20 Millionen aus – und Tausende Windräder braucht es deutschen Stahl. Ebenso für den Aufbau der Wasserstoff-Infrastruktur aus Terminals, Pipelines und Elektrolyseuren. Letztere sind die Firmen, die aus Wasser per Elektrolyse Wasserstoff und Sauerstoff machen, genannt „Redoxreaktion“. Dafür müssen sie wiederum mit Erneuerbaren, also Strom aus Windkraft, betrieben werden. Auch Stahl soll in modernen Wasserstoff-Induktionsöfen entstehen. Grober Stückpreis rund eine Milliarde Euro.
Die Pläne der Regierung würden die Kapazität „bis 2030 etwa verfünfzigfachen“, erklärt Bernhard Pötter, Experte für die Energiewende, von der Berliner taz in seinem Buch Die grüne Null. Pötter fasst die Gemengelage exakt zusammen: „Klar ist bislang in der deutschen Strategie nur, dass der Wasserstoff vor allem die Stahl- und die Chemieindustrie dekarbonisieren soll. Aber auch Züge, die bislang mit Dieselloks fahren, Lkws und Flugzeuge brauchen dringend fossilfreien Treibstoff.“ Gemeint ist auch hier flüssiger oder gasförmiger Wasserstoff, weil Batterien zu schwer sind. Heißt im Fachjargon: Power to Gas, Power to Liquid. Pötter glaubt aber, wenn genügend Geld für Innovationssprünge da ist, könnte es mit der Entwicklung gut und fix vorangehen.
In der Nationalen Wasserstoffstrategie, die bis Ende des Jahres noch mal überarbeitet werden soll, ist zu lesen „Deutschland wird auch […] künftig Energieimportland bleiben.“ Laut Strategie werden wir „2045 bis zu 80 Prozent“ importieren müssen, schreibt Pötter. Helfen sollen Energie und Forschungspartnerschaften weltweit – mit „Namibia, Marokko, Ukraine, Tunesien, Saudi-Arabien, Kanada, Russland, Chile, Australien und [den] USA“. Die kritische Frage, ob das zu neuen Rohstoffabhängigkeiten führt, wenn riesige Wasserstofffabriken, etwa in Nordafrika, für den europäischen Markt entstehen könnten und inwieweit das dann zu echten Partnerschaften auf Augenhöhe führt, ist momentan zwar adressiert, aber leider eher ein nachrangiges Thema.
Viele vielversprechende Technologien
Erst mal spielt die EU selbst eine wichtige Rolle. Dass die Staatengemeinschaft Atomenergie und Erdgas als nachhaltig eingestuft hat und damit vermeintlich eine „grüne“ Produktion ermöglicht, ist Heuchelei. Und die Energieeffizienz ist ein Problem. Dazu schreibt das Bundesumweltamt als Vertreter einer neuen Sachlichkeit der 2020er-Jahre: „… verglichen mit elektrolytisch hergestelltem Wasserstoff kann deutlich mehr fossile Energie ersetzt und mehr Treibhausgasemissionen reduziert werden, wenn der erneuerbare Strom direkt eingesetzt wird.“ Richtig. Aber wie bereits beschrieben, gehört auch zur Wahrheit, dass manche Industrie- und Wirtschaftszweige Wasserstoff zwingend brauchen werden (siehe Seite 50). Hochöfen kann man nicht mit Batterien betreiben.
Auch Bundeswirtschaftsminister Habeck weiß, dass die große Erzählung bei der eigenen Wasserstoffproduktion noch hakt. Die Energiewende ist ein Storyboard, bei dem zahlreiche Szenen erst grobe Skizzen sind: Es gibt viele vielversprechende Technologien und Forschungsansätze, aber bis ein tragfähiger industrieller Maßstab (Skalierung) vorliegt, dauert es eben. Deswegen ist der Zeitraum bis 2030 so wichtig.
Auf den folgenden 35 Seiten stellen wir Ideen und mögliche Lösungen vor. Den Masterplan gibt es nicht. So könnten Pilze (Seite 63), Eisenpulver (Seite 50) oder Pflanzenkohle (Seite 66) eine Rolle spielen. Prima wäre es auch, aus Plastikmüll Kerosin zu gewinnen, oder? Zur Erinnerung: Aus Erdöl und Erdgas werden etwa 99 Prozent aller Kunststoffe hergestellt. Forscher:innen der Washington State University in Seattle haben mithilfe eines speziellen Katalysators die Kohlenstoff-Bindungen von Polyethylen geknackt (Depolymerisation). Das gelingt bei relativ moderaten Temperaturen, etwa 220 Grad Celsius, verhältnismäßig energieeffizient. Allerdings braucht es für die Reaktion, da ist er wieder, jede Menge auf 60 Bar komprimierten Wasserstoff.
Den stellt eine im Oktober 2021 eröffnete „Power-to-Liquid-Pilotanlage“ der Klimaschutzorganisation Atmosfair mithilfe eines eigenen, mit grünem Strom betriebenen Elektrolyseurs selbst her. Damit wird unter Zugabe von CO2 aus der Luft und einer Biogasanlage im niedersächsischen Emsland synthetisches Rohöl produziert, fast vollautomatisch. Die Technik lieferten die Unternehmen Ineratec*, Siemens und Climeworks. Die von Solarbelt, einer Tochterfirma der NGO, betriebene Anlage soll so bis 350 Tonnen jährlich schaffen. Eine nahe Raffinerie macht daraus klimaneutrales Kerosin, das an den Flughafen Hamburg geliefert wird. Die Jahresmenge reicht aktuell für einen Flug von Frankfurt nach Singapur.
Nützliche Analyse
Studie der Energy Watch Group: Wie Deutschland bis 2030 mit 100 Prozent Erneuerbaren Energien läuftDer gemeinnützige Think-and-do-Tank entwickelt ein scheinbar utopisches Szenario, wie wir unsere Energieversorgung schnell umstellen könnten. Wär gar nicht utopisch, wenn Bundesregierung, Länder und Wirtschaft mitzögen.
Unseren Verkehr, besonders in der Luft und auf dem Wasser, dekarbonisieren will auch das Unternehmen Synhelion aus der Schweiz. Die 2016 gegründete Ablegerfirma der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich nutzt dafür direkt Sonnenenergie und Luft. Vereinfacht gesagt funktioniert das über drei thermochemische Prozessschritte: Wasser und CO2 werden aus der Umgebungsluft gezogen. Beides landet in einem Solarreaktor, der mithilfe von spezieller Spiegeltechnik aufgeheizt wird. Es entsteht ein „Syngas“, das wiederum in Treibstoff umgewandelt werden kann. Der Prozess dahinter heißt Fischer- Tropsch-Synthese, benannt nach den gleichnamigen deutschen Chemikern, und ist seit 1925 patentiert. „Im Prinzip machen wir den Verbrennungsprozess, der in Motoren abläuft, rückgängig“, sagt Carmen Murer, Sprecherin von Synhelion, „wir konzentrieren Sonnenwärme in einem Brennpunkt und generieren so Hochtemperatur-Prozess-wärme, welche die Prozesse antreibt, um CO2 und Wasser in Treibstoff umzuwandeln.“
Energiewende: Der besondere Solarturm am Niederrhein
Das hat bereits mit einer Modellanlage auf dem Dach der Hochschule in Zürich 2019 funktioniert. Der Output war aber gering: 100 Milliliter Treibstoff, synthetisches Kerosin, ließen sich so pro Tag produzieren. Größere Versuche im sonnigen Spanien waren vielversprechender. Nun soll der letzte Schritt zum Industrie-Maßstab erfolgen. Dafür arbeitet Synhelion mit dem Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) und dem Solarinstitut Jülich an der Fachhochschule Aachen zusammen. Genutzt wird das Gelände des DLR in Jülich am Niederrhein. Dort steht ein besonderer Solarturm. Er ist umgeben von Heliostaten. Das sind spezielle Spiegel, etwa 2.000 auf einer Fläche von acht Hektar, die die Sonnenstrahlen auf die Turmspitze lenken.
Mit Höchsttemperaturen von bis zu 1.500 Grad wird dann ein angeschlossener, sechs Meter hoher Reaktor betrieben, in dem Syngas entsteht. 2022 laufen noch letzte Analysen und Messungen. Parallel dazu wird unweit des bestehenden Solarturms eine Anlage gebaut, die 2023 mit der Produktion starten soll. Am Niederrhein dürften so erst mal 10.000 Liter synthetisches Rohöl pro Jahr entstehen. Unter optimalen Bedingungen wie in Spanien ist laut Synhelion in einer Anlage von vergleichbarer Größe eine Jahresproduktion „von mehreren 100.000 Liter“ Rohöl möglich. Hier ist ab 2024 eine kommerzielle Einheit geplant.
In einer Raffinerie wird das Rohöl schließlich in Kerosin umgewandelt. Und der Preis? Man strebe bis 2030 Produktionskosten von einem Euro pro Liter an, so Sprecherin Murer. Synthetisches Kerosin ist heute bis zu zehnmal so teuer als der fossile Standardstoff. Das Bundeswirtschaftsministerium hält viel von dem Projekt, das noch in diesem Jahr entscheidende Ergebnisse liefern soll. Fast vier Millionen Euro Staatszuschuss gab es für die Anlage.
Womit man wieder beim zuständigen Minister sowie der Energiewende und ihren gewaltigen Herausforderungen ankommt. Statt zu jammern, zitierte Robert Habeck in der Bundespressekonferenz den Dichter Friedrich Hölderlin: „Wo aber Gefahr ist, wächst das Rettende auch“. Die Verse stammen aus der Hymne „Patmos“ (1803), benannt nach einer kargen griechischen Insel vor der türkischen Küste. Der biblische Prophet Johannes soll hier in einer Höhle seine Offenbarung gehabt haben.
Hölderlins Lob-Gedicht ist keine leichte Kost, vollgestopft mit verkopften Metaphern. Die Hymne sei, so der Freiburger Literaturwissenschaftler Jochen Schmidt, der Versuch, „den scheinbar unversöhnlichen Gegensatz“ zwischen Aufklärung und christlicher Tradition aufzulösen. Nicht nur sprachlich und gedanklich ein höllisch dickes Brett also. Dagegen dürfte doch für den pragmatischen Idealisten Robert Habeck – und letztlich uns alle – eine gelungene Erzählung zur Klimaneutralität machbar sein, oder?
Nützliche Analyse
McKinsey Sustainability: „Green corridors: A lane for zero-carbon shipping“Ein Großteil des Welthandels läuft übers Meer. Fällt vielen leider kaum auf, die Containermonster oder Supertanker sieht man kaum in natura. Wie man die Ernährung der mit Vorliebe Schweröl futternden Kollosse clever und grün umstellen kann, erklärt ein McKinsey-Report.
* Transparenzhinweis: Ein Minderheitsgesellschafter des Social Publish Verlags ist General Partner bei dem Wagniskapitalgeber Planet A, der ein Minderheitsgesellschafter bei Ineratec ist.
Die Treibhausgasemissionen Deutschlands müssen drastisch sinken. Wie können wir das erreichen?
