US-Industrie für fossile Brennstoffe will bei der Wasserstofferzeugung mitmischen
Das historische Klimagesetz enthält wichtige Unterstützungsmaßnahmen für einen Brennstoff, der von den Gesetzgebern nur wenig verstanden wird
In den Monaten vor dem historischen US-Klimagesetz wurde Jim Justice, der milliardenschwere Kohlemagnat und Gouverneur von West Virginia, der an göttliche Intervention als Lösung für den Klimawandel glaubt, zu einem Verfechter von Wasserstoff.
Der unwahrscheinliche Befürworter einer möglicherweise saubereren Energieform war nicht allein. Die US-amerikanischen Öl- und Gaskonzerne schlossen sich ihm an und gaben gemeinsam Millionen für Lobbying-Kampagnen in Washington aus, um sicherzustellen, dass Wasserstoffprojekte von Bundesgeldern profitieren.
Seit Jahrzehnten wird Wasserstoff als potenziell revolutionäre Alternative zu fossilen Brennstoffen angepriesen, mit dem Versprechen, schmutzige Schwerindustrie anzutreiben, Auto- und Flugzeugtreibstoff zu ersetzen und als Energiespeicher zu dienen.
Letztes Jahr hat Präsident Joe Biden im Rahmen seines Infrastrukturgesetzes 8 Mrd. Dollar für die Einrichtung regionaler Wasserstoffzentren in den USA bereitgestellt, und in diesem Jahr hat das Energieministerium bereits 1,5 Mrd. Dollar in Form von günstigen Darlehen an zwei Wasserstoffprojekte vergeben.
In Bidens neuem Steuer- und Klimapaket wird Wasserstoff als eine der aufstrebenden Industrien für saubere Energien genannt, die für lukrative Steuergutschriften in Höhe von 5,3 Mrd. Dollar über 10 Jahre in Frage kommen, um den grünen Sektor in den USA zu fördern.
Während Wasserstoff bei der Verbrennung ein sauberer Brennstoff ist, bei dem nur Wasser entsteht, ist das Verfahren zu seiner Herstellung durch Elektrolyse, die mit Kohle oder Gas betrieben wird, nicht sauber.
"Grüner" Wasserstoff nutzt erneuerbare Energien wie Wind- oder Sonnenenergie, um die Aufspaltung des Wasseratoms in seine Wasserstoff- und Sauerstoffkomponenten zu betreiben.
Die von Öl- und Gasunternehmen geförderte Herstellung von "blauem" Wasserstoff mit fossilen Brennstoffen ist dagegen energieintensiv und verursacht relativ hohe Treibhausgasemissionen.
Wissenschaftler und Experten warnen davor, dass die unterschiedlichen Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff zu erheblichen Unterschieden bei den Kohlenstoffemissionen führen. Einige sind der Meinung, dass Wasserstoff nur dort eingesetzt werden sollte, wo eine Elektrifizierung unmöglich ist.
Nach Schätzungen von Wissenschaftlern der Universitäten Cornell und Stanford ist der Kohlenstoff-Fußabdruck von "blauem" Wasserstoff um 20 Prozent größer als die direkte Verbrennung von Gas zur Wärmeerzeugung.
"Blauer Wasserstoff ist etwas, das aus der Öl- und Gasindustrie hervorgegangen ist", sagt Robert Howarth, Professor an der Cornell University und einer der Autoren der Studie.
"Wenn man ihn aus Erdgas herstellt, verliert man bei der Umwandlung einen Teil der Energie, die Emissionen sind höher, er ist teurer als Erdgas - er ist einfach nicht besser als Erdgas", so Howarth.
Für die Führungskräfte der Unternehmen, die fossile Brennstoffe einsetzen, stellt die Aussicht auf die Verwendung von Öl und Gas zur Herstellung von Wasserstoff jedoch eine große Chance dar.
Shell, BP und Chevron haben den Washingtoner Vorstoß für Wasserstoff unterstützt. Die drei großen Ölkonzerne sitzen im Vorstand der Clean Hydrogen Future Coalition, die nach eigenen Angaben die Entwicklung einer sauberen Wasserstoffindustrie in den USA fördern will. Auf ihrer Website wird die Verwendung fossiler Brennstoffe zur Herstellung von "sauberem" Wasserstoff demonstriert, wobei eine Technologie zur Kohlenstoffabscheidung eingesetzt wird, um die umweltschädlichen Emissionen abzufangen.
Shell, BP, ExxonMobil und Chevron haben auch einzeln Gespräche mit Gesetzgebern über die Wasserstoffgesetzgebung geführt, wie aus den Unterlagen hervorgeht, die allein in der ersten Hälfte des Jahres 2022 zusammen 13 Millionen Dollar für Lobbyarbeit in verschiedenen Bereichen ausgaben.
Zwei große Handelsverbände, die die US-Gasindustrie vertreten, haben fast 1 Million Dollar ausgegeben, um Investitionen in Wasserstoff und die Einbeziehung von Gas in die Pläne der USA für saubere Energie zu fördern.
BP hat bereits erklärt, dass es neben blauem auch grünen Wasserstoff in Betracht zieht. Exxon erklärte, dass "alle Arten von kohlenstoffarmem Wasserstoff zusätzliche politische Unterstützung benötigen werden". Die Gruppe erklärte, es sei "wichtig zu sehen, dass sich die politische Diskussion von der ausschließlichen Konzentration auf Wind, Sonne und Elektrofahrzeuge hin zu Kohlenstoffabscheidung und -speicherung, Biokraftstoffen und Wasserstoff entwickelt".
So wie der demokratische Senator Joe Manchin mit seiner Stimme das Klimagesetz mit der Begründung der nationalen Energiesicherheit über den Haufen geworfen hat, so hat sein Bundesstaat West Virginia ein breit gefächertes Angebot vorgelegt, das seine Geschichte als Bergbau-Macht skizziert und den Kohleverband sowie den Öl- und Gasverband des Staates als potenzielle Unterstützer eines neuen Wasserstoffzentrums aufführt.
West Virginia ist nicht der einzige Staat, der von der Finanzierung des Infrastrukturgesetzes profitieren möchte: New York, Massachusetts, New Jersey und Connecticut haben sich zusammengetan, um ein grünes Wasserstoffzentrum vorzuschlagen, das Solar- und Offshore-Windkraft für die Wasserstofferzeugung nutzen würde. Arkansas, Louisiana und Oklahoma haben ein Projekt vorgeschlagen, bei dem Wasserstoff mit Gas hergestellt und die Emissionen durch Kohlenstoffabscheidung reduziert werden sollen.
Das Energieministerium definiert "sauberen" Wasserstoff anhand der Menge an Kohlendioxid-Äquivalenten, die bei seiner Herstellung entstehen. Das neue Klimagesetz belohnt die Entwickler auf einer Skala, wobei die niedrigsten Emissionen eine maximale Gutschrift erhalten, die fünfmal so hoch ist wie die für den umweltschädlichsten Prozess.
Rachel Fakhry, Wasserstoffexpertin beim Natural Resources Defense Council, sagte, es gebe Ähnlichkeiten zwischen den Geschäftsmodellen von Gasunternehmen und einer potenziellen Wasserstoffindustrie, die die Unternehmen dazu veranlasst hätten, diese Aussicht zu unterstützen.
"Man produziert ein Gas, transportiert es, speichert es und verwendet es wieder", sagte sie. "Es gibt ein Interesse der Gasindustrie, die Wasserstoffwirtschaft zu nutzen, um ihr Geschäftsmodell zu erhalten und zu schützen".
Fakhry sagte jedoch, Wasserstoff sei eine weit weniger effiziente Energiequelle als die Elektrifizierung und sollte gezielt eingesetzt werden. "Wir müssen darüber nachdenken, wo Wasserstoff eine wichtige Rolle spielen wird, weil wir keine besseren Alternativen haben, und wo er als Lösung angepriesen wird, wo wir bereits bessere, bewährte Lösungen haben - in diesen Fällen wird Wasserstoff benutzt, um Lösungen zu entgleisen."
Howarth von Cornell verwies auf jüngste wissenschaftliche Arbeiten, die darauf hindeuten, dass Wasserstoff mit Treibhausgasen wie Methan interagieren kann, um deren Lebensdauer in der Atmosphäre zu verlängern. Die geringe Molekülgröße von Wasserstoff bedeute ein relativ hohes Maß an Leckagen in Pipelines, sagte er.
Sein Papier, in dem er die Kohlenstoffintensität von blauem Wasserstoff kritisierte, stieß auf heftigen Widerstand in der Öl- und Gasindustrie. In einer wissenschaftlichen Zeitschrift wurde eine Gegendarstellung veröffentlicht, an der Autoren beteiligt waren, darunter ein Mitglied eines BP-Beirats und Berater von ExxonMobil und Total Energies, die jedoch erklärten, dass es keinen Interessenkonflikt gebe.
Das Environmental and Energy Study Institute, eine unabhängige, überparteiliche und gemeinnützige Forschungsgruppe, stellte fest, dass die Gesetzgeber auf dem Capitol Hill die unterschiedlichen Kohlenstoffprofile der verschiedenen Methoden zur Herstellung von Wasserstoff nur unzureichend verstehen. "Es besteht ein großes Interesse an dem Thema", sagte Daniel Bresette, ein Direktor des EESI. "Aber es gibt nicht viel Verständnis dafür, was es blau, grau oder grün macht."
Adria Wilson, Policy and Advocacy Manager bei Breakthrough Energy, dem von Bill Gates unterstützten Investmentfonds für saubere Energie, zeigte sich jedoch erfreut darüber, dass die Steuergutschriften für Wasserstoff so strukturiert sind, dass sie kohlenstoffärmere Produktionsmethoden begünstigen.
"Wenn wir über Wasserstoff sprechen, geht es nicht um eine bestimmte Technologie, sondern um einen ganzen Prozess", sagte Wilson. "Ich denke, die meisten Leute sehen den grünen Wasserstoff als Sieger.
Grüner Wasserstoff Wird mit sauberem Strom aus erneuerbaren Energien hergestellt, um Wasser (H2O) zu elektrolysieren, wobei das Wasserstoffatom von seinem molekularen Zwilling Sauerstoff getrennt wird. Derzeit teuer.
Blauer Wasserstoff Wird unter Verwendung von Erdgas hergestellt, wobei die Kohlenstoffemissionen aufgefangen und gespeichert oder wiederverwendet werden. Aufgrund fehlender Projekte zur Kohlenstoffabscheidung sind die produzierten Mengen vernachlässigbar.
Grauer Wasserstoff Dies ist die häufigste Form der Wasserstofferzeugung. Er wird durch Methandampfreformierung aus Erdgas gewonnen, jedoch ohne Abscheidung der Emissionen.
Brauner Wasserstoff Die billigste Art, Wasserstoff zu erzeugen, aber auch die umweltschädlichste, da bei der Herstellung Wärmekohle verwendet wird.
Rosa/violetter Wasserstoff Wird mit Hilfe von Kernenergie für die Elektrolyse hergestellt.
Türkisfarbener Wasserstoff Verwendet ein Verfahren namens Methanpyrolyse zur Herstellung von Wasserstoff und festem Kohlenstoff. Nicht in großem Maßstab erprobt. Bedenken wegen des Austretens von Methan.