EU-Gasunternehmen bereiten Pipelines für Wasserstoffautobahn vor

Während die Staats- und Regierungschefs letzte Woche ein Abkommen zur Verlangsamung des Klimawandels aushandelten, beschäftigte sich der Gasingenieur Michele Ricciardi mit einem praktischen Problem: Wie können Tausende von Kilometern an Pipelines in Italien und Europa sicher mit Wasserstoff versorgt werden?

Der Italiener steht an der Spitze der Bemühungen der Gasversorger, sich auf eine kohlenstoffärmere Zukunft vorzubereiten: Wenn die fossilen Brennstoffe in den kommenden Jahrzehnten auslaufen, muss nach Ansicht der Erdgasunternehmen nicht auch die Infrastruktur, die sie transportiert, verschwinden. Sie wollen die Pipelines für den Transport von emissionsfreiem Wasserstoff umfunktionieren, wenn die Länder sich vom Erdgas entwöhnen.

Die Bemühungen von fast zwei Dutzend Unternehmen spiegeln das zunehmende Tempo der Planungen in der globalen Öl- und Gasindustrie wider, von den Bohrern bis zu den Raffinerien, die sich anpassen wollen, wenn Regierungen und Aktivisten den Druck zur Verringerung der Treibhausgase erhöhen. Neben den praktischen Vorbereitungen bringt die Umstellung die Unternehmen in einen Wettbewerb mit anderen Energiequellen um Finanzmittel, selbst wenn sie Milliarden von Euro in Märkte investieren, die sie nicht vorhersehen können.

Das Wasserstoffprojekt, an dem unter anderem die italienische Snam SpA, die spanische Enagas S.A. und die deutsche Open Grid Europe (OGE) beteiligt sind, würde sich auf riesige Solarparks in der Wüste Sahara stützen, um die Energie zu erzeugen, die zur Herstellung von Wasserstoff aus Wasser benötigt wird.

Dieser Brennstoff würde dann über das bestehende Netz von Erdgaspipelines in das industrielle Kernland Europas geleitet - ein 198 500 km langes Netz, das, wenn es entwirrt würde, den Äquator viermal umrunden könnte.

"Wenn wir erst einmal die Sonne der Sahara in deutschen Fabriken haben ... ist das wie die römischen Straßen, auf denen wir heute noch laufen", sagte Ricciardis Chef Marco Alvera, Geschäftsführer von Snam, gegenüber Reuters. "Es ist für immer."

Die Unternehmen wollen ein European Hydrogen Backbone (EHB) gründen, um zu verhindern, dass die Pipelines zu dem verrosten, was die Branche als "gestrandete Vermögenswerte" bezeichnet. Nach ihren Berechnungen können etwa 69 % der bestehenden Pipelines für bis zu 81 Milliarden Euro (94 Milliarden Dollar) umgerüstet werden.

Das Projekt ist eines von Hunderten von Plänen zum Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft, die nach Angaben der Europäischen Union bis zum Jahr 2030 Investitionen von bis zu 460 Milliarden Euro erfordern könnte.

Ein Wasserstoffversorgungsnetz könnte die Energiesicherheit Europas erhöhen: Derzeit deckt die EU 28 % ihres Energiebedarfs mit Erdgas, wobei ein Drittel des Gases aus Russland kommt. Politiker haben Moskau kürzlich vorgeworfen, die Lieferungen zurückzuhalten, da die Gaspreise auf Rekordniveau gestiegen sind. Russland sagt, es habe alle seine vertraglichen Verpflichtungen erfüllt.

"Ich halte das für eine brillante Idee", sagte Frans Timmermans, EU-Kommissar für Klimapolitik, gegenüber Reuters. Die Anpassung bestehender Erdgasnetze für den Transport von Wasserstoff koste etwa 25 % der Kosten für den Aufbau einer neuen Infrastruktur für erneuerbare Energien, sagte er.

Die Europäische Union stellt jedoch kein Geld für das Projekt zur Verfügung - das muss von der Industrie oder den nationalen Regierungen kommen. Es wird also politische und industrielle Unterstützung brauchen.

Um erfolgreich zu sein, müssen die Gasnetze in der Lage sein, mit Erdgas gemischten Wasserstoff zu den Kunden zu leiten, die ihn verwenden können - wie Stahlhersteller, Chemieunternehmen und Raffinerien. Die Versorgung muss sicher sein, und die Mengen müssen groß genug sein, damit sie erschwinglich ist.

Wenn grüner Wasserstoff in großen Mengen zur Verfügung gestellt werden kann, werden ihn vielleicht auch die Automobilindustrie und die Heizungshersteller nutzen. Studien zufolge wäre das aber nicht vor 2030 der Fall.

Die Gasnetzbetreiber sagen, ihre größte Herausforderung sei derzeit die Tatsache, dass es in Europa keinen Rechtsrahmen für die Anpassung des Netzes gibt. "Die Verordnung muss Wasserstoff als ein Gas definieren, das ähnlich wie Erdgas transportiert und verwendet werden kann", sagte Maria Sicilia, Strategiedirektorin bei Enagas. Wenn die Verordnung Normen festlegt, können die Netze miteinander verbunden werden, sagte sie.

VOLATILITÄT Wasserstoff ist das am häufigsten vorkommende Element im Universum und kommt meist in Verbindung mit Sauerstoff in Wasser vor. Es ist aber auch eines der am leichtesten brennbaren Elemente. In der Vergangenheit haben Dutzende von Wasserstoff-Luftschiffen, die explodierten oder verbrannten, einschließlich des Hindenburg-Brandes von 1937, viele davon überzeugt, dass Wasserstoff höchst riskant ist.

Snam und andere Unternehmen weisen darauf hin, dass ihre Branche über jahrzehntelange Erfahrung verfügt, da sie die Infrastruktur erst aufgebaut haben, so dass Wasserstoff nicht gefährlicher sein muss als andere heute verwendete Kraftstoffe. Wenn Wasserstoff ins Freie entweicht, steigt er auf und seine Konzentration sinkt schnell unter die Explosionsgrenze, so Zukunft Gas, eine deutsche Gaslobby.

Von seinem Büro in der Nähe des kritischen Gasflussraums der Snam-Zentrale in Mailand aus haben Ricciardi und sein Team in den letzten drei Jahren Stück für Stück Europas größtes Gastransportnetz durchkämmt, um sicherzustellen, dass es mit dem Gas umgehen kann. Snam hat erklärt, dass es bereit ist, mehr als 3 Milliarden Euro für den Ersatz von Gasleitungen auszugeben, die mit Wasserstoff kompatibel sind.

"Wir transportieren seit 80 Jahren Erdgas", sagt Ricciardi, dessen Aufgabe es ist, Normen festzulegen, auf die sich die Branche einigen kann, um die Leitungen sicher zu machen. "Jetzt müssen wir es auch mit Wasserstoff tun".

Die Entflammbarkeit ist nur ein Problem. Im Vergleich zu Erdgas entweicht Wasserstoff auch leichter, weil seine Moleküle kleiner sind. Seine Fließmuster sind anders, und er greift sogar einige Stahlsorten an und macht sie spröde.

Die erforderlichen Änderungen sind je nach Gasnetz unterschiedlich, aber die Unternehmen müssen die Rohre genau untersuchen, um sicherzustellen, dass der Stahl intakt und die Dichtungen luftdicht sind. Möglicherweise müssen die Verdichterstationen entlang der Strecke angepasst werden, und die Anlagen werden mit Sensoren ausgestattet, um Lecks aufzuspüren und diese dann zu entlüften und umzuleiten.

Die Erdöl- und andere Industrien nutzen Wasserstoff bereits als Rohstoff - Deutschlands Vorräte entsprechen etwa einem Zehntel seines Stromverbrauchs, hauptsächlich in der Stahl- und Chemieindustrie. Dieses Gas wird jedoch aus fossilen Brennstoffen hergestellt und ist als "grauer" Wasserstoff bekannt.

Das Pipelinenetz umfasst bereits vier Leitungen, die Algerien, Marokko, Libyen und Tunesien mit Spanien und Italien verbinden.

"Das Problem ist jetzt natürlich, dass es mit Erdgas gefüllt ist", sagt Ad van Wijk, Professor für zukünftige Energiesysteme an der Technischen Universität Delft. Aber "das Grundgerüst ist bereits vorhanden", sagte er. Er plädiert dafür, Europa und Afrika miteinander zu verbinden, um das europäische Energiesystem mit 50 % erneuerbaren Energien und 50 % grünem Wasserstoff zu betreiben.

Die Kosten sind ein weiteres Problem. Bislang wird grüner" Wasserstoff vor allem für experimentelle Projekte hergestellt. Er kostet in der Herstellung vier- bis fünfmal mehr als die graue Variante.

Um diese Kosten zu senken, müssen die Industrie und die Verbraucher die Produktion und die Nachfrage steigern.

Laut Alvera von Snam können Sonnenkollektoren in Südspanien, der Sahara und Teilen des Nahen Ostens billigen erneuerbaren Strom für Elektrolyseanlagen liefern, die Wasserstoff in die wiederverwendeten Rohre pumpen. Nach Angaben des Branchenverbands Solar Power Europe ist Spanien bereits einer der günstigsten Standorte in Europa für die Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien, und die Kosten werden voraussichtlich weiter sinken.

Die Unternehmen behaupten, dass sie auch Gas transportieren können, das aus fossilen Brennstoffen hergestellt wird, bei dem jedoch die entstehenden Emissionen abgeschieden werden - der so genannte "blaue" Wasserstoff.

Thomas Deser, ein leitender Portfoliomanager beim großen deutschen Fonds Union Investment, ist skeptisch. Er glaubt, dass "vor Mitte des Jahrzehnts ohne Subventionen kein Geld mit der Produktion von grünem Wasserstoff zu verdienen ist".

RIVALE ANSPRÜCHE Das Wasserstoff-Backbone steht nun im Wettbewerb um staatliche Gelder. Deutschland ist der größte Energieverbraucher in Europa. Berlin hat bis 2030 neun Milliarden Euro für den Aufbau einer grünen Wasserstoffindustrie zugesagt, zwei Milliarden davon sind für die Förderung von Importen aus Partnerländern wie Marokko, Chile, Saudi-Arabien und Australien vorgesehen.

Aber auch Strom ist eine schnell wachsende Quelle für relativ sauberen Strom, und Deutschlands Stromübertragungsnetz wird ebenfalls immer stärker nachgefragt. Deutschland plant, bis 2025 eine Milliarde Euro für die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge auszugeben und weitere Hunderte von Millionen für Kaufprämien und Steuervergünstigungen.

Das Land ist Sitz des weltweit größten Automobilherstellers, der Volkswagen AG mit Sitz in Wolfsburg. Während die Autofirmen neben Batterieautos auch Wasserstoff-Brennstoffzellen-Prototypen entwickeln, sehen Europas Autohersteller Wasserstoff nicht als erste Wahl für ihren Antrieb.

VW hat bereits Milliarden von Euro in batteriegestützte Elektrofahrzeugtechnologie investiert. Gegenüber der Nachrichtenagentur Reuters erklärte das Unternehmen, es sei der Meinung, dass der Wandel in der Energieversorgung der Mobilität in großen Mengen erfolgen müsse. Herbert Diess, der Vorstandsvorsitzende von VW, twitterte im Mai, dass "das Wasserstoffauto nachweislich NICHT die klimafreundliche Lösung ist" und sagte, "die Elektrifizierung hat sich im Verkehr durchgesetzt".

Nichtsdestotrotz entsteht eine neue Nachfrage nach Wasserstoff: Weltweit wurden bis Juli 2021 359 Großprojekte angekündigt, so der Hydrogen Council und die Unternehmensberatung McKinsey, die angibt, dass 80 % der neuen Initiativen in Europa angesiedelt sind.

Snam hat nach eigenen Angaben erfolgreich eine Mischung aus Erdgas und 30 % Wasserstoff zur Befeuerung von Öfen in einem italienischen Stahlunternehmen getestet.

In Mailand sagt Ricciardi, dass die Erhöhung der Mischungsraten schwierig sei, weshalb Normen entscheidend seien.

"Wir arbeiten an dem neuen Regelwerk, um sicherzustellen, dass das Netz der Aufgabe gewachsen ist", so Ricciardi. "Es hängt viel davon ab."