Erneuerbare Schweiz dank Wasser-, Solar- und Windstrom

Immer wieder wird unterschlagen, dass die Schweiz neben dem künftig wichtigeren Solar- und und Windstrom ja eben auch und vor allem Wasserkraft hat und diese auch ausbauen wird. Die Kapazität der vorhandenen Speicherseen reicht jährlich schon heute für die Produktion von mehr als 8 TWh! Erhellend ist auch der neueste Bericht zur Verfügbarkeit von Strom im Jahr 2050: https://actu.epfl.ch/news/woher-der-strom-im-jahr-2050-kommt-2/

Zu den nötigen riesigen Speicher- und Netzausbauten gibt es sehr unterschiedliche Angaben und die von verschiedener Seite angenommene gigantische Menge wird von anderer Seite sehr wohl bestritten – ist auf jeden Fall übertrieben!

Das Energieproduktion mit Wind und Sonne zu verschiedenen Phasen hat den Vorteil, dass sich beide gegenseitig ergänzen, grob gesagt: wenn es nicht windet, scheint die Sonne und umgekehrt (absolute Dunkelflauten oder Hellbrisen sind so selten, dass wiederum die Wasserreserve zum Einsatz kommen kann – s.o.). Spaniens Blackout ist insofern erhellend, als ETH-Professor Florian Dörfler gerade erst festgehalten hat: Kein Netz der Welt hätte den Ausfall von zwei Kraftwerken verkraftet (der am Anfang des Blackouts stand), auch nicht in einem fossilen Umfeld! Erneuerbare wie Wind und Sonne trifft also keine Schuld! (NZZ 17.5.25). Strom ist in Deutschland übrigens zwar teuer, der deutsche Stromimport ist jedoch sehr gering.

Fazit: Es gibt sehr wohl genügend Hinweise, dass die schweizerische Energieversorgung langfristig zu 100 % erneuerbar sein kann – ohne Atomstrom! 

 Copyright: Guntram Rehsche / Solarmedia

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Deutschland hat jetzt einen Wasserstoff-Atlas

Ein Atlas der besonderen Art ist nun online zur freien Verfügung gestellt worden: Ein Konsortium aus Forschungseinrichtungen, Unternehmen und Verbänden unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE hat im Projekt »PoWerD« einen Wasserstoff-Potenzial-Atlas bereitgestellt. Er kenn-zeichnet und bewertet geeignete Standorte für die Erzeugung von grünem Wasserstoff durch Elektrolyse und dessen Nutzung in verschiedenen Industriebranchen und im Verkehr.

Wasserstoff ist ein zentraler Baustein für die umfassende Kopplung der Sektoren Elektrizität, Wärme, Verkehr und Industrie. Als leicht zu transportierender chemischer Energieträger trägt er zu Stabilisierung des Stromnetzes bei und ersetzt fossile Brennstoffe und Chemikalien. Die Elektrolyse wird damit zu einer Schlüsseltechnologie der Energiewende, weshalb die EU-Wasserstoffstrategie bis zum Jahr 2030 die Installation von Elektrolyseuren mit einer Leistung von mindestens 40 Gigawatt anstrebt.

Doch wo ist der Einsatz von Elektrolyseuren in Deutschland besonders sinnvoll? Der nun veröffentlichte PoWerD-Potenzialatlas zeigt räumlich aufgelöst geeignete Standorte auf – in unterschiedlichen Szenarien und mit diversen Geschäftsmodellen.

Die Projektpartner identifizierten die Standorte nach Potenzialen für den Wasserstoffbedarf von Industrie (z.B. Chemie- und Stahlindustrie) und Verkehr (insbesondere Busse und Züge). Darüber hinaus betrachteten sie die regionale Verfügbarkeit Erneuerbarer Energien und die Nutzung der Koppelprodukte Sauerstoff und Wärme, die bei der Elektrolyse neben Wasserstoff entstehen. Der Sauerstoff kann von Kläranlagenbetreibern genutzt werden, die Abwärme in Wärmenetze eingebunden und für industrielle Prozesse verwendet werden. »Die Nutzung der Koppelprodukte Wärme und Sauerstoff in kommunalen Kläranlagen trägt zur Nachhaltigkeit des Gesamtsystems bei, indem die Kläranlagen ihren Energieverbrauch durch den Einsatz von Elektrolysesauerstoff im Reinigungsprozess reduzieren sowie den ökologischen Fußabdruck der Reinigungsprozesse verbessern können«, so Prof. Heidrun Steinmetz vom Fachgebiet Ressourceneffiziente Abwasserbehandlung der RPTU in Kaiserslautern.

Der aus den Absatzpotenzialen ermittelte Elektrolyseur-Standort bezieht auch mögliche Transportkosten und die dazu notwendige Verdichtung des Wasserstoffs ein. Auch die künftige Entstehung einer Wasserstoffinfrastruktur in Form von Pipelines wird im Atlas berücksichtigt, da sie den Transport mittels LKW obsolet machen bzw. verringern kann. Darüber hinaus werden geeignete Standorte für Elektrolyseure im Stromnetz ermittelt, die einen netzdienlichen Betrieb ermöglichen.

Norddeutsche Standorte mit Kostenvorteilen: Ein entscheidender Faktor für die kostengünstige Produktion von grünem Wasserstoff ist die Verfügbarkeit Erneuerbarer Energien. . Der Norden Deutschlands weist deutliche Vorteile bei der Bereitstellung durch Windenergie auf, während die Unterschiede bei der Sonneneinstrahlung weniger ins Gewicht fallen. »Im Stromnetz finden sich daher geeignete Standorte für größere Elektrolyseure vor allem im Norden und insbesondere in der Nähe von Offshore-Verknüpfungspunkten«, erklärt Clara Büttner, Teilprojektleiterin an der Hochschule Flensburg. Elektrolysestandorte, die mit norddeutschem Windstrom betrieben werden, profitieren daher von Kostenvorteilen.

Auch die Verwertung von Koppelprodukten wie Abwärme und Sauerstoff konnte in den untersuchten Business Cases die Wasserstoffkosten senken. Diese Optionen sind oft realisierbar, stellen jedoch keine entscheidenden Faktoren für die Standortwahl dar. Dagegen spielt das zukünftige deutsche Wasserstoff-Kernnetz (Pipelines) eine zentrale Rolle bei der Standortbewertung. »Ideal sind Elektrolysestandorte häufig auf Arealen ehemaliger fossiler Kraftwerke oder Industrieparks, die über eine gut ausgebaute Infrastruktur verfügen«, erklärt Jochen Behrens, Projektleiter am Fraunhofer ISE. »Der Atlas zeigt, dass das Potenzial in der Fläche vor allem durch den Einsatz von Wasserstoff im öffentlichen Personennahverkehr entsteht«, ergänzt Klaus Stolzenburg, Geschäftsführer des Ingenieurbüros PLANET.

Der Atlas kann von Projektierern, Energieversorgern, Kommunen und Behörden zur Identifikation geeigneter Anlagenstandorte verwendet werden. Er zeigt für die Standorte verschiedene Kennzahlen auf, die für eine Investitionsentscheidung richtungsweisend sind: neben der Elektrolysekapazität auch die Wasserstoffgestehungs- und -bereitstellungskosten, die Potenziale zur Nutzung Erneuerbarer Energien zur Elektrolyse und der jährliche Energiebedarf. »Der Atlas schafft eine fundierte Grundlage für die ganzheitliche Projektplanung, indem er regionale Erneuerbare Potenziale, Infrastruktur und Nutzungsmöglichkeiten verbindet. Damit ermöglicht er eine umfassende Betrachtung, die entscheidend ist, um systemdienliche und kosteneffiziente grüne Wasserstoffprojekte in Deutschland erfolgreich umzusetzen«, unterstreicht Kim Kanitz, Projektingenieurin bei Green Planet Energy.

Am Projekt beteiligt waren neben dem Fraunhofer ISE als Projektkoordinator die Hochschule Flensburg und die Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, der Deutsche Wasserstoff-Verband e.V., der bundesweite Energieversorger Green Planet Energy, das auf den Einsatz von Wasserstoff spezialisierte Ingenieurbüro PLANET sowie greenventory, ein Spin-Off des Fraunhofer ISE und des Karlsruher Institut für Technologie. Damit verfügt das Konsortium über weitreichende und breit verteilte Kompetenzen. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) hat das Projekt mit knapp 2,5 Millionen Euro gefördert.

 Quelle: ISE

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Bundesrat legt nationale Wasserstoffstrategie vor

Der Schweizer Bundesrat hat am Freitag die nationale Wasserstoffstrategie verabschiedet. Sie enthält das Leitbild und die Ziele des Bundesrates zu Wasserstoff und Power-to-X-Derivaten. Weiter schlägt sie Massnahmen für den Aufbau des inländischen Wasserstoffmarktes und die Anbindung an den europäischen Markt vor. Bis Mitte der 2030er Jahre geht die Strategie von einer geringen Nachfrage nach Wasserstoff in der Schweiz aus.

Grundlage der Wasserstoffstrategie ist der Bericht «Wasserstoff. Auslegeordnung und Handlungsoptionen für die Schweiz», den der Bundesrat am 15. November 2023 in Erfüllung des Postulats 20.4709 verabschiedet hat. Die Strategie wurde von einer verwaltungsinternen Begleitgruppe, einer externen Arbeitsgruppe und im Austausch mit der Gasbranche sowie den Kantonen erarbeitet.

Leitbild und Ziele

Wasserstoff und Power-to-X-Derivate (PtX-Derivate: auf Basis von Wasserstoff hergestellte gasförmige oder flüssige Energieträger wie synthetisches Methan oder Methanol) sind flexible Energieträger und können einen wichtigen Beitrag zu einer fossilfreien Energieversorgung bis 2050 leisten. Die Strategie soll die dafür nötigen Rahmenbedingungen schaffen. Voraussetzung dafür ist, dass Wasserstoff aus CO2-neutralen Produktionsverfahren genutzt wird. Er soll dort eingesetzt werden, wo es wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll ist (Hochtemperatur-Prozesswärme in der Industrie, Spitzenlastabdeckung in Wärme-Kraft-Kopplungsanlagen und thermischen Netzen, Reservekraftwerke, Luftfahrt-, Schifffahrt und Schwerverkehr).

Neben der inländischen Produktion und Speicherung soll der Anschluss an das europäische Wasserstofftransportnetz sichergestellt und der Import durch internationale Kooperationen und Partnerschaften gestärkt werden. Die Wasserstoffinfrastruktur soll entlang der gesamten Wertschöpfungskette entwickelt werden (Produktion, Umwandlung, Transport, Speicher sowie Betankungsinfrastruktur) und durch die Entwicklung der dafür nötigen Technologien auch der Bildungs- und Innovationsstandort Schweiz gestärkt werden.

Nachfrageentwicklung, inländische Produktion und Importe

Seitens der Wirtschaft gibt es noch keine belastbaren Angaben zum künftigen Bedarf. Die Wasserstoffstrategie geht davon aus, dass die Nachfrage nach Wasserstoff und PtX-Derivaten in der Schweiz bis Mitte der 2030er Jahre eher gering sein wird und hauptsächlich über die inländische Produktion gedeckt werden kann.

In der Schweiz kann Wasserstoff bei bestehenden Kraftwerken produziert werden oder nahe bei Abnehmern, die den Wasserstoff direkt vor Ort nutzen oder weitertransportieren. Der Transport von Wasserstoff erfolgt in umgerüsteten oder neu gebauten Gasleitungen sowie auf der Strasse und der Schiene. Voraussichtlich ab 2035 wird die Transport- und Verteilinfrastruktur in Europa so ausgebaut sein, dass Importe in die Schweiz möglich sein werden. Zur Speicherung bräuchte es grosse Gasspeicher, die es heute in der Schweiz noch nicht gibt, oder der Wasserstoff wird in flüssige synthetische Energieträger umgewandelt.

Ab 2035 wird die inländische Nachfrage voraussichtlich zunehmen. Da Importe aus der EU und Drittstaaten langfristig kostengünstiger sein werden als die inländische Produktion, dürfte ab dann der Anteil an Importen kontinuierlich zunehmen. Es bestehen jedoch Unsicherheiten bezüglich des Verlaufs der Nachfrage.

Massnahmen

Die inländische Wasserstoffproduktion und -speicherung können während sechs Jahren über Massnahmen im Klima- und Innovationsgesetz (KlG) gefördert werden. Zudem werden das UVEK und das Eidgenössische Finanzdepartement unter Einbezug der Kantone und der Eigner der Transitgasleitung die Notwendigkeit und Möglichkeiten einer finanziellen Absicherung der Transitgasleitung für den Anschluss ans europäische Wasserstoffnetz bis Ende 2025 prüfen. Gleichzeitig soll das Erfordernis auf die Aussicht eines erfolgsversprechenden Geschäftsmodells massgeblich in die Analyse einer allfälligen finanziellen Absicherung einfliessen.

Die Entwicklung des Schweizer Wasserstoffmarkts wird künftig im Monitoring zur Energiestrategie 2050 und in den künftigen Energieperspektiven des UVEK abgebildet. Das UVEK erstellt ausserdem ein Konzept, um an den Schwerverkehrskontrollzentren entlang der Nationalstrassen geeignete Flächen für Betreiber von Wasserstofftankstellen zur Verfügung zu stellen. Das Thema Energiespeicher soll an einem Runden Tisch mit Vertretern aus der Bundesverwaltung, den Kantonen und der Energiebranche besprochen werden.

Für die Entwicklung eines Wasserstoffmarktes in der Schweiz braucht es eine enge Zusammenarbeit von Wirtschaft, Bund, Kantonen, Städten und Gemeinden. Den Kantonen wird deshalb empfohlen, eigene Wasserstoffstrategien zu entwickeln, ihre Richtpläne und Bewilligungspraxis auf mögliche bürokratische Hürden zu überprüfen, sowie ihre gesetzlichen Rahmenbedingungen zu harmonisieren. Ausserdem sollen die Kantone gemeinsam mit der Energiebranche die Aus- und Weiterbildung stärken, um dem Fachkräftemangel entgegenzuwirken.

Quelle: Der Bundesrat

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Wasserstoff davor, Dekarbonisierung zu beschleunigen

© Depositphotos.com | aa-w | Wasserstoff

Wasserstoff ist in der Lage, die globale Energiewende zu beschleunigen, da die Industrie eine steile Lernkurve aufweist und Wege findet, das Gas effizienter und kostengünstiger zu produzieren. Das ist das Ergebnis einer neuen Studie von Forschern der Harvard Business School und der Universität Mannheim.

Grüner Wasserstoff hat beträchtliches Potential zur Verringerung der Treibhausgasemissionen in Branchen, die nur schwer zu dekarbonisieren sind. Dazu gehören beispielsweise der Schwerlastverkehr, energieintensive Fertigung und langfristige Energiespeicherung. „Die großflächige Einführung von Wasserstoff hängt jedoch nach allgemeiner Auffassung von einer erheblichen Kostensenkung bei Power-to-Gas-Technologien ab“, erklärt Prof. Dr. Gunther Glenk vom Mannheim Institute for Sustainable Energy Studies (MISES).

In der neuen Studie, die Glenk gemeinsam mit den MISES-Forschern Professor Stefan Reichelstein, Ph.D., und Philip Holler verfasst hat, wird untersucht, wie schnell Fortschritte bei verschiedenen Wasserstoff­technologien erzielt werden. Auf der Grundlage globaler Beobachtungen installierter Power-to-Gas-Systeme berechnen die Autoren, dass die Lebens­zykluskosten für die Erzeugung von sauberem Wasserstoff bis zum Jahr 2030 um 1,6 bis 1,9 US-Dollar pro Kilogramm fallen werden. Derzeit belaufen sich die Kosten auf etwa drei bis fünf US-Dollar pro Kilogramm.

In Anbetracht des Potenzials von Wasserstoff als dekarbonisierte Energiequelle haben Regierungen auf der ganzen Welt in letzter Zeit umfangreiche Regulierungs­initiativen und Subventions­programme für die Entwicklung, Herstellung und den Einsatz von Wasserstoffanlagen eingeführt. Das US-Energie­ministerium hat außerdem 2021 die prominente Initiative Hydrogen Shot ins Leben gerufen. Laut dieser Initiative sollen die Kosten für die Herstellung von sauberem Wasserstoff bis zum Jahr 2030 auf einen US-Dollar pro Kilogramm sinken.

Investoren sind oft skeptisch gegenüber den ehrgeizigen Zielen für nachhaltige Energie, die von Regierungen und internationalen Gremien gesetzt werden und Netto-Null als Ziel haben. Diese neue Untersuchung zeigt jedoch, dass die Industrietrends ein Niveau erreichen, das sich dem vom US-Energie­ministerium gesetzten Kostenziel von einem US-Dollar pro Kilogramm annähert, auch wenn es nicht ganz erreicht wird.

„Sobald die Technologie eingesetzt wird, werden Kostensenkungen erreicht. Mit Senkung der Kosten gibt es mehr Anwendungs­möglichkeiten, weil sie finanz­iell attraktiv werden, was wiederum zu mehr Einsatz und Kostensenkung führt. Dieser Erfolgs­zyklus kann ein Game-Changer sein“, sagt Glenk.

Die Studie wurde in der Fach­publikation Energy & Environmental Science veröffentlicht.

Quelle: Universität Mannheim 2023

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Woher der Wasserstoff kommen könnte - auch für die Schweiz

Grüner Wasserstoff und seine Folgeprodukte Ammoniak, Methanol und synthetisches Kerosin speichern Strom aus Sonne und Wind, um diesen aus weiter entfernten Regionen energieeffizient nach Europa zu transportieren. Gleichzeitig sind viele Industrien, die nicht direkt Strom als Energieträger einsetzen können, zukünftig auf diese klimaneutralen Alternativen zu fossilem Gas und Öl angewiesen. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat im Auftrag der Stiftung H2Global für 39 Regionen in von der Stiftung vorausgewählten 12 Ländern untersucht, wo die Herstellung solcher Power-to-X-Produkte bis zum Jahr 2030 in Verbindung mit dem Transport nach Deutschland am günstigsten umsetzbar wäre. Das Ergebnis: Für den Import grünen Ammoniaks, Methanols und Kerosins bieten Brasilien, Kolumbien und Australien besonders gute Bedingungen. Importe von gasförmigem grünem Wasserstoff könnten aus Südeuropa oder Nordafrika stammen, sofern dafür Pipelines zum Transport zur Verfügung stehen.

»Nachhaltig erzeugter Wasserstoff und seine Derivate werden in bestimmten Teilen des Energiesystems unverzichtbar sein«, sagt Prof. Dr. Hans-Martin Henning, Institutsleiter am Fraunhofer ISE. »Nach unseren Berechnungen sind Importe eine notwendige und wirtschaftlich sinnvolle Ergänzung zur lokalen Wasserstofferzeugung.« Power-to-X-Projekte im Gigawatt-Leistungsmaßstab, die diese Studie betrachtet, haben lange Planungs- und Bauphasen, so dass eine Realisierung erster Großprojekte in geeigneten Produktionsländern schon jetzt eingeleitet werden sollte. Nach Berechnungen des Fraunhofer ISE benötigt Deutschland bis 2030 sowohl heimisch hergestellte wie auch Importe von Power-to-X-Energieträgern mindestens im einstelligen Terawattstunden-Bereich.

»Die lokalen Produktionskosten für gasförmigen grünen Wasserstoff sind laut unseren Berechnungen für die 12 von H2Global vorausgewählten Länder nirgendwo so niedrig wie in Brasilien, Australien und dem Norden Kolumbiens. Zwischen 96 und 108 Euro kostet dort die Produktion einer Megawattstunde grünen Wasserstoffs, das sind rund 3,20 bis 3,60 Euro pro Kilogramm«, sagt Dr. Christoph Hank, Hauptautor der Studie. »Wird der Ferntransport per Schiff entweder in Form von Flüssigwasserstoff oder Ammoniak berücksichtigt, ergeben sich unter bestmöglichen Bedingungen Bereitstellungskosten für Deutschland von 171 Euro pro Megawattstunde in Bezug auf den Energiegehalt von sowohl Flüssigwasserstoff als auch Ammoniak« Die hohen kombinierten Volllaststunden für Solar- und Windenergieanlagen in diesen Ländern und die damit verbundene hohe Auslastung der derzeit noch kapitalintensiven Power-to-X-Prozesse sind laut Studie ein zentraler Vorteil dieser Länder. Eine große Distanz zwischen Erzeugung und Nutzung stelle für Ammoniak, Methanol oder Kerosin durch deren hohe Energiedichte sowie eine etablierte Schifftransportlogistik hingegen kein Ausschlusskriterium dar.

Eine Alternative sieht die Studie im Import von gasförmigem Wasserstoff via Pipeline nach Deutschland mit der Möglichkeit zur anschließenden Weiterverarbeitung zu seinen Folgeprodukten vor Ort. »Regionen in Südeuropa und Nordafrika schneiden bei diesem Szenario am besten ab«, erklärt Dr. Christoph Hank. »Unter der Voraussetzung, dass erste Abschnitte dieser Pipeline-Infrastruktur bis 2030 gebaut werden, könnten ab dann große Mengen nachhaltig erzeugten Wasserstoffs auf eine sehr kosteneffiziente Weise nach Europa und damit auch Deutschland transportiert werden«. In der Analyse weisen Regionen in Algerien, Tunesien und Spanien inklusive Transport in einer auf Wasserstoff umgerüsteten Erdgaspipeline mit 137 Euro pro Megawattstunde die niedrigsten Bereitstellungskosten für gasförmigen Wasserstoff auf. Dies entspricht 4,56 Euro / kg grünen Wasserstoff.

Zentrale Kriterien für eine kosteneffiziente Power-to-X-Erzeugung sind laut Studie vorteilhafte Wind- und PV-Kombinationen und eine hohe Anlagenauslastung sowie vergleichsweise geringe Kapitalkosten. »Wir haben generell festgestellt, dass die Kombination aus guten Wind- und Solarstrom-Bedingungen sich sehr positiv auf die Kosten der Wasserstoffherstellung auswirkt, oft mehr, als wenn eine Region über herausragend gute Bedingungen für entweder Wind- oder Solarstromerzeugung verfügt«, erklärt Dr. Christoph Kost, verantwortlich für die Erneuerbare-Energien-Analysen der Fraunhofer ISE Studie. »Letztendlich sind möglichst günstige Erzeugungskosten von erneuerbarem Strom der entscheidende Faktor.« Weitere signifikante Kostenreduktionen sind zukünftig bei erneuerbaren Energien, der Elektrolyse, sowie durch eine Optimierung, Skalierung und einen Ramp-up der gesamten PtX-Wertschöpfungskette zu erwarten. Diese werden die Erzeugungs- und Importkosten nachhaltiger Energieträger nach 2030 weiter deutlich sinken lassen.

Die techno-ökonomischen Ergebnisse der Studie basieren auf umfangreichen Länderanalysen hinsichtlich ihres Potenzials zur Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien. Die als vielversprechend identifizierten Regionen wurden dann in einem weiteren Schritt hinsichtlich einer Erzeugung von grünem Wasserstoff und dessen Folgeprodukten analysiert. »Die detaillierte Auslegung und Optimierung der einzelnen Power-to-X-Parks erfolgte dann mithilfe von ‚H2ProSim‘, einer vom Fraunhofer ISE entwickelten Simulationsumgebung für Power-to-X-Wertschöpfungsketten«, erklärt Marius Holst, am Fraunhofer ISE verantwortlich für die Power-to-X Simulationen im Rahmen der Studie. Die Studienautoren betonen, dass beim Aufbau einer globalen Wasserstoff-Industrie auch der heimische Bedarf an erneuerbarer Energie und nachhaltigen Energieträgern der zukünftigen Exportländer zu decken ist und dass die Errichtung einer Erzeugungs- und Exportinfrastruktur in Abstimmung und Einklang mit den lokalen Interessenvertretenden geschehen muss.

Quelle:  Fraunhofer

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Welche Rolle spielt Wasserstoff im globalen Energiesystem künftig?

Wasserstoff und H2-Syntheseprodukten wird in der künftigen Klimapolitik eine große Bedeutung beigemessen. Doch wie könnte sich der Wasserstoffbedarf global entwickeln? Dieser Frage widmet sich eine neue Meta-Studie unter Koordination des Fraunhofer ISI, die im Rahmen des Forschungsprojekts HyPat mehr als 40 Energiesystem- und Wasserstoffszenarien neu ausgewertet hat. 

Wasserstoff und seine Syntheseprodukte gelten global als wichtige zukünftige Energieträger, die in vielen Bereichen eingesetzt werden könnten. Aktuell wird beispielsweise kontrovers darüber diskutiert, welche Rolle Wasserstoff künftig im Verkehrsbereich und konkret bei der Nutzung von Pkw und Lkw spielen wird. Aber auch andere Bereiche wie der Industrie- und Gebäudesektor könnten potenzielle Einsatzgebiete mit Wasserstoffbedarf sein.

Deutlicher Anstieg der globalen Wasserstoffnachfrage: Die Mehrheit der ausgewerteten Studien prognostiziert einen deutlichen Anstieg der globalen Wasserstoffnachfrage – und dieser fällt in Berechnungen besonders stark aus, wenn Regionen oder Länder ehrgeizige Treibhausgasminderungsziele haben. Die globale Wasserstoffnachfrage hängt also auch stark von der jeweiligen regionalen Klimapolitik ab und wie ambitioniert diese ist. Die Bandbreite des gesamten Wasserstoffbedarfs im Jahr 2050 liegt global zwischen 4 und 11 Prozent des weltweiten Endenergiebedarfs. Es gibt jedoch starke regionale Unterschiede: Für die EU könnte der Anteil bei bis zu 14 Prozent liegen, für China hingegen weist die Mehrheit der Szenarien nur einen Wasserstoffanteil von maximal 4 Prozent an der Endenergie aus. Die Projektionen des Wasserstoffbedarfs in den ausgewerteten Studien variieren zum Teil erheblich, weshalb bedeutsame Unterschiede bei der Einordnung der Rolle von Wasserstoff in zukünftigen Energiesystemen bestehen.

 

Unterschiedliche Relevanz von Wasserstoff in verschiedenen Anwendungsbereichen: Was konkrete Einsatzgebiete anbelangt, ist der Studie zufolge im Verkehrsbereich die größte Nachfrage für den Wasserstoff zu erwarten, in absoluten Zahlen wie auch relativ zum Gesamtenergiebedarf: So berechnet die Meta-Studie für den EU-Verkehrssektor im Jahr 2050 einen mittleren Wasserstoffanteil von 28 Prozent – bezogen auf den Gesamtenergiebedarf des EU-Verkehrssektors – gegenüber 14 Prozent in China bzw. 16 Prozent weltweit. Der Verkehr ist aber auch der Sektor mit der größten Bandbreite und damit der größten Unsicherheit hinsichtlich des künftigen Wasserstoffeinsatzes. In Bereichen wie im internationalen Schiffs- und Flugverkehr sind H2-Syntheseprodukte gesetzt, in anderen Anwendungsfeldern wie bei Pkw und Lkw ist ein zukünftiger Wasserstoffeinsatz weniger klar.

In anderen Bereichen wie dem Industriesektor dürfte Wasserstoff in Summe in kleineren Mengen nachgefragt werden als im Verkehrssektor, die Nachfrageprognosen fallen hier niedriger aus. Wasserstoff gilt dort aber als »no regret«-Option, da für etliche industrielle Anwendungen keine Dekarbonisierungs-Alternativen existieren, wie zum Beispiel in der Eisen- und Stahlindustrie oder in der Grundstoffchemie. Im Bereich der industriellen Wärmeerzeugung gilt der Wasserstoffeinsatz als sehr unsicher, aufgrund potenzieller Alternativen auch für die Niedertemperaturwärme. Die Meta-Studie deutet hier zudem auf größere regionale Unterschiede hin: Während der Wasserstoffanteil bezogen auf den weltweiten Gesamtenergiebedarf in der Industrie im Jahr 2050 zwischen 2-9 Prozent rangiert, prognostiziert die Mehrheit der ausgewerteten Studien für Europa eine Bandbreite zwischen 3-16 Prozent, mit Maximalanteilen von bis zu 38 Prozent. Für China liegt der prognostizierte Wasserstoffanteil bei 1-4 Prozent, mit Maximalwerten von 7 Prozent.

Im Vergleich zu allen anderen Bereichen spielt Wasserstoff im Gebäudesektor in allen betrachteten Regionen die geringste Rolle: Der Mediananteil wird hier in den meisten Studien auf weniger als 2 Prozent der Gebäudeenergie in 2050 geschätzt – mit sehr kleinen Bandbreiten, was eine relativ robuste Aussage bezüglich einer geringen zukünftigen Bedeutung von Wasserstoff zulässt. Auch in absoluten Werten bleibt die Nachfrage im Gebäudebereich in allen Regionen deutlich hinter den anderen Sektoren zurück.

Wasserstoff spielt in künftiger globaler Klimapolitik eine wichtige Rolle: Prof. Dr. Martin Wietschel, der die Forschungsarbeiten des HyPat-Konsortiums leitet, schätzt die künftige globale Bedeutung von Wasserstoff wie folgt ein: »Unsere Auswertungen unterstreichen, dass Wasserstoff in der künftigen globalen Klimapolitik eine wichtige Rolle spielt – er wird aber nicht der dominierende Endenergieträger der Zukunft sein. Um die Treibhausgasemissionen global zu senken, werden Maßnahmen zum Energieeinsparen und die direkte Elektrifizierung auf Basis von erneuerbarem Strom zum Beispiel durch Wärmepumpen, Elektrofahrzeuge oder in Wärmenetzen als wichtigste Hebel gesehen. Wasserstoff spielt hingegen in bestimmten Anwendungsbereichen eine relevante Rolle, in denen andere Technologien technisch oder wirtschaftlich nicht umsetzbar sind.«

Weitere Informationen

• Zur Studie: "Future hydrogen demand: A cross-sectoral, global meta-analysis" [ PDF  10,94 MB ]
• Querschnittsthema Wasserstoff am Fraunhofer ISI
• Projektwebseite "Hypat - Globaler H2-Potenzialatlas"

Quelle: ISI.Fraunhofer.de

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Wasserstoff speichert Solarstrom

Am Seebrighof trifft Tradition auf modernste Technologie. Ein Wasserstoffspeicher in Hausen am Albis soll Überschüsse der sommerlichen Solarstromproduktion langfristig speichern. EKZ testet damit eine potenzielle Lösung, die für mehr Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern sorgen könnte. Mittlerweile hat die Anlage den ersten Wasserstoff produziert.    Mit den langen, sonnigen Tagen beginnt die hochproduktive Phase der Solaranlagen. Seit März 2022 produziert die Solaranlage der Mehrgenerationensiedlung Seebrighof in Hausen am Albis Stromüberschüsse, die von den Bewohnerinnen und Bewohnern der Siedlung nicht sofort verbraucht werden können. Deshalb werden diese Überschüsse kurzfristig von einer Batterie gespeichert und später zur Verfügung gestellt, wenn der Strombedarf höher ist. Am Abend beispielsweise, wenn die Fernsehgeräte eingeschaltet oder die E-Autos aufgeladen werden. Allerdings kann auch die Batterie nicht alle Stromüberschüsse aufnehmen, die die Solaranlage produziert. Darum macht ein Elektrolyseur daraus Wasserstoff, der in handelsüblichen Gasflaschen gelagert wird. Ende März war der Wasserstoffspeicher bereits zu fünf Prozent gefüllt. Kann die Solaranlage in den kälteren Monaten weniger Strom produzieren, verstromt eine Brennstoffzelle den Wasserstoff und versorgt so den Seebrighof mit der Sonnenenergie des Sommers Mit Wasserstoff gegen Energieengpässe? Doch können Wasserstoffspeicher einen wesentlichen Beitrag zur Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern leisten und die Versorgungslücke im Winter überbrücken? Solche Fragen will EKZ klären: «Ich glaube, die Lösung für die Energiewende liegt im Zusammenspiel sämtlicher Technologien und Instrumente, die uns zur Verfügung stehen», sagt Martin Nicklas, Leiter EKZ Energiecontracting. «Der Wasserstofftank wird Ende Herbst zu 100 Prozent gefüllt sein, obwohl wir ihn auch schon während kälterer Sommertage zur Stromproduktion nutzen wollen», so Nicklas weiter. Zur Überbrückung der Winterversorgungslücke des Seebrighofs wird der Wasserstoff allerdings nicht ausreichen, was aber auch noch nicht die Absicht sei, erklärt Nicklas: «Wir sammeln hier im Kleinen jene Erfahrungen, die uns zukünftig beim Einsatz von Wasserstoff in grösseren Projekten sehr nützlich sein könnten».

Weitere Informationen: Reportage Seebrighof, Hausen am Albis Interview «Mit Wasserstoff Solarstrom lagern» mit Martin Nicklas, Leiter EKZ-Energiecontracting Q&A Wasserstoff als Solarstromspeicher ^^^ Nach oben

Der Wasserstoff-Express rollt an (vielleicht...).

Eine der grossen Fragen der schweizerischen Energie-Politik lautet: Welche Rolle soll Wasserstoff (H2) künftig spielen? Und ja, es gibt sie bereits schon, konkrete H2-Projekte hierzulande. Ohne Anspruch auf Vollständigkeit vermittelte eine Tagung der Ostschweizer Fachschule (OST) in Rapperswil einen Überblick zu aktuellen Projekten. Ein Exklusivbericht des Blogs Solarmedia, der sich künftig vermehrt mit Fragen der Rolle des Wasserstoffs beschäftigen wird.

 

Es dauerte nicht lange, da war die Tagung nicht mehr bei den einzelnen Projekten, sondern die Teilnehmer*innen interessierte vor allem die Kosten- und Preisfrage einerseits, die Folgen der derzeitigen Verwerfungen auf den Energiemärkten und die Herkunft und Beschaffenheit der Ausgangs- (Primär-) Energie andrerseits. Denn entgegen weiterhin vorhandenen Einschätzungen ist Wasserstoff ja eben nicht eine quasi in der Natur vorhandene Energieform, die einfach so zu gewinnen ist. Vielmehr ist erst mit der Zuführung von Strom in einem Elektrolyse-Vorgang aus Wasser einerseits H2 zu gewinnen, andererseits – und das ist besonders reizvoll am Prozess – verbleiben Reststoffe, die der Umwelt keinerlei Schaden zufügen, insbesondere kein klimaschädliches CO2. Allerdings liegt die Krux in der zugeführten Energie, deren Verfasstheit in einem Farbenschema zum Ausdruck kommt. Grünes H2 ist dabei jener Wasserstoff, der nur mit erneuerbaren Energien gewonnen wird, also auch in der Vorstufe CO2-frei bleibt.

 

Es ist hier nicht der Ort und Platz, die Grundlagen der Wasserstoff-Wirtschaft zu erörtern, wenn das die Tagung in Rapperswil von vergangenem Donnerstag auch ausführlich tat. Vielmehr sei auf die einschlägigen Quellen im Internet verwiesen. Projekte aber zur H2-Erzeugung in der Schweiz sind teils bereits realisiert, befinden sich in grösserer Zahl  erst in der Entwicklung auf verschiedenen Stufen und sind weit gehend unbekannt. Stellvertretend erwähnt sei die Produktion von grünem Wasserstoff, die in St.Gallen im Herbst bereits den Betrieb aufnehmen soll. Reto Zuglian, Produktionsleiter der St.Gallisch-Appenzellischen Kraftwerke, erläuterte an der Tagung, warum das Werk Kubel eben garantiert grün produzieren werde: Die zugeführte Energie stammt aus dem eigenen Wasserkraftwerk – nur Restwassermengen (also jene, die nicht für die Produktion von Haushalt- und Gewerbestrom Verwendung finden) gehen in die H2-Herstellung. Wirtschaftlichkeit ergibt sich laut Kubel ab rund 5000 Volllaststunden jährlich. 

 

Ähnlich funktionieren übrigens bereits schweizweit Einrichtungen – sowie etwa jene, die im Elektrizitätswerk Höfe angedacht ist. Das EW ist nach eigenen Angaben das grösste Querverbundunternehmen in der Region unterer und oberer Zürichsee. Es stellt Versorgungssicherheit in den Gemeinden Feusisberg, Freienbach und Wollerau her. Die Höfe AG hat einen grossen Startvorteil, in dem sich der Standort unweit von zwei bestehenden Autobahn-Tankstellen befindet, letztere also nur einer kurzen Pipeline-Zuleitung bedürfen. Wie CEO Arne Kähler betonte, muss man sich bei solchen Leitungen nicht die Durchmesser der üblichen Öl- und Gas-Pipelines vorstellen – sondern lediglich eine Grössenordung von einer Fünfliber-Münze. Auch hier wird die Energie aus Restwassermengen bezogen werden. Immer vorausgesetzt, der Verwaltungsrat stimmt dem Projekt demnächst zu. Gleich soll etwa in der Westschweiz das Kraftwerk Schiffenen (Kanton Freiburg) um eine Wasserstofferzeugung ergänzt werden.

 

Zurück zu den Preisen: Angaben wurden auch an der Tagung kaum gemacht, denn sie hängen von zu vielen Variablen (volatiler Energiemarkt) ab. Abgesehen davon, dass man sich offenbar derzeit von der Konkurrenz nicht in die Karten blicken lassen will. Die Rede war in der Mehrzahl von Kilogrammpreisen im zweistelligen Bereich (der Preis für ein Kilogramm Wasserstoff beträgt gemäss Google-Recherche an allen öffentlichen H2 MOBILITY H2-Tankstellen in Deutschland aktuell 9,50€ (brutto). Auf 100 km verbraucht ein Brennstoffzellenfahrzeug ca. ein Kilogramm Wasserstoff, erzeugt also Kraftstoffkosten von 9,50€). Das beschneidet die Konkurrenzfähigkeit von Wasserstoff gegenüber anderen Energieträgern weiterhin oder ist bestenfalls auf deren Höhe. Aber deren Preise kennen aktuell ja bekanntlich nur die Richtung nach oben. 

 

Kurzfristig fällt ins Gewicht, dass in der Schweiz demnächst den gängigen Energieformen mehr Wasserstoff (bis zu zehn statt zwei Prozent bisher) beigemischt werden darf. Und zu den hauptsächlichen Abnehmern: Am ehesten die Industrie für Prozesswärme, überall wo hohe Temperaturen erforderlich sind. Aus Gründen der Effizienz fast sicher nicht der private Personenverkehr (PW) – und hierzulande zumindest umstritten der Lastwagenschwerverkehr. In diesem Bereich rollt zwar bereits das grösste hiesige H2-Projekt überhaupt. Mehr als ein Dutzend Lastwagen des südkoreanischen Herstellers Hyundai verkehren bereits auf CH-Strassen und tanken an dem rund halben Dutzend Tankstellen. Aber die Distanzen sind in der Schweiz derart beschränkt, dass sich hierzulande bei den LKW vielleicht doch eher die reine E-Mobilität, also ein Betrieb mit Batteriestrom durchsetzen wird.  Und ganz allgemein ist nicht zu zweifeln an  der Aussage des Vertreters des Paul Scherrer Instituts (Serge Biollaz PSI), der ähnlich wie in anderen Energiebereichen (Beispiel Versorgungssicherheit) eine tragfähige Lösung für die Wasserstoffzukunft nur in internationalem Zusammenhang sieht, nationale Alleingänge ausgeschlossen.

 

© Solarmedia Guntram Rehsche

 

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Anlass zu Zuversicht

Warum soll für die Schweiz nicht gelten, was sich Deutschland respektive die neue Ampel-Regierung auf die Fahne geschrieben hat: Das neue Jahr soll entscheidend für die Energiewende werden. Nun sind die Voraussetzungen hierzulande zugegebenermassen nicht so optimal, aber es gibt dennoch Anlass für Zuversicht.

 

Die erbittertsten Skeptiker*innen und direkten Gegner*innen der Energiewende haben zwar zu Ende des ablaufenden Jahres nochmals so richtig zugelegt. Vor allem sind die Befürworter*innen von Atomstrategien jedweder Art in die Offensive gegangen – und auch die Ablehnung des CO2-Gesetzes im Sommer war nicht wirklich hilfreich für all jene, die sich die Energie- und insbesondere die Sonnenwende auf die Fahne geschrieben haben. Doch davon erst später. 

 

Was nämlich auch geschehen ist im 2021: Wie schon im Vorjahr wurde wohl ein Rekord im Zubau von Kapazitäten zur Erzeugung von Solarstrom erzielt. Ob gar die doch respektable Grenze von 0,5 Gigawatt (oder deren 500 Megawatt) erreicht wird (2020 waren es knapp weniger), steht noch nicht fest, ist aber möglich. Und im nun anbrechenden 2022 stehen die Zeichen durchaus auf weiteres Wachstum – denn unabhängig von jeglicher Einstellung zur Energiewende und der Energiestrategie 2050 sind sich doch die meisten einig: Ein Ausbau der Erneuerbaren Energien ist auf jeden Fall nötig! Das gestehen sogar nicht ganz so fundamentalistische Befürworter*innen neuer AKW zu, wie etwa der nunmehr aus dem ETH-Betrieb ausgeschiedene Professor für Nuklearenergie, Horst-Michael Prasser.

 

Der Blick über die Landesgrenze macht gleichzeitig klar: In Energiefragen geht wenig bis nichts ohne gute Rahmenbedingungen oder sogar die direkte Förderung durch den Staat. Österreich etwa hat die direkt verfügbaren Mittel für die Solarenergie deutlich erhöht, wenn sie auch im Vergleich zur Schweiz noch bescheiden anmuten. Frankreich lässt durch seinen die Wiederwahl anstrebenden Präsidenten Emanuel Macron zwar ausrichten, man wolle jetzt wieder die Atomenergie fördern (mit der vergleichsweise bescheidenen Summe von einer Milliarde Euro). Doch still und leise vollzieht sich im westlichen Nachbarland auch eine Revolution bei den Erneuerbaren – zumal das Land hervorragende Voraussetzungen sowohl für die Nutzung von Sonnen- wie von Windkraft hat (gute Windverhältnisse und südliche, wenig besiedelte Lagen).

 

Schliesslich nicht zu reden von Deutschland, das sich mit der neuen Ampelregierung nichts weniger als den vehementen Kampf gegen den Klimawandel und für eine baldige Versorgung mit 80% Erneuerbaren auf die Fahnen geschrieben hat. Man mag zu Beginn der Regierungstätigkeit in Deutschland enttäuscht gewesen sein vom geringen Einfluss der Grünen Partei. Aber letztlich haben sich die Grünen doch die für Nachhaltigkeit entscheidenden Ressorts gekrallt. Dazu gehört neben dem Klima auch die Wirtschaft (gemeinsam) im Allgemeinen und nicht zu vergessen die Landwirtschaft. Es mag innerhalb der Schweiz also nach der (nur knapp) verlorenen Abstimmung im Juni Katzenjammer vorgeherrscht haben, aber die politische Entwicklung wird sich nicht abkoppeln können von dem, was im europäischen Umfeld gerade die Oberhand zu gewinnen scheint. Dazu gehört zwar die  soeben teils preferierte Neueinteilung der Nuklearenergie als nachhaltig - doch gegessen ist auch diese Chose noch nicht.

 

In der Schweiz geht es also weiter – einerseits mit politischen Vorgaben, die im Bereich der Energiegesetzgebung ihrer Umsetzung harren, die aber Schub versprechen. Und sodann ganz praktisch mit dem erklärten Willen der Energiewirtschaft. Deren zwei Exponenten – die CEO von Axpo und Alpiq – haben sich ebenfalls klar die angestrebte Energiewende auf die Fahne geschrieben. Das sorgt denn auch in den fossil-nuklear-beherrschten Kreisen für allerhand Verwirrung. Aber es bleibt ein Fakt – die auch schon als Dinos der alten Energiewirtschaft verhöhnten Grossunternehmen sind plötzlich an Bord sowohl ablehnender Stimmen zu neuen AKW wie auch bei den Erneuerbaren-Befürworter*innen. Ausdruck findet das auch in den entsprechenden Stellungnahmen des Branchenverbandes VSE.

 

Mit Genugtuung mag man auch vermerken, dass die nunmehr zuständige Bundesrätin Simonetta Sommaruga zu einer zwar nicht heftigen, aber soliden Befürworterin der Energiewende mutiert ist, die weder die Konfrontation in Wirtschaft und Politik noch mit zivilgesellschaftlichen Energieverbänden scheut und eine erkennbare Linie verfolgt. Deren Konturen man sich zwar gelegentlich schärfer wünschte, die aber für nicht weniger steht als eine Energiepolitik, die dem Abstimmungsergebnis zur Energiestrategie von 2017 entspricht. Und die, wie der jüngst wieder publizierte, jährliche  Monitoringbericht des Bundesamts für Energie auch auf Kurs ist.

 

Erinnert sei daran, dass die Solarenergie aktuell wieder spektakuläre technische Fortschritte macht (Wirkungsgrad, Rohstoffe). Und sie ist preislich auf ein unglaublich günstiges Niveau getaucht. Das verdankt die Welt einerseits einer frühen und resoluten Förderung in Deutschland und einer darauf folgenden gigantischen Modul-Produktionsschlacht in China. Die dabei teilweise aufgetretenen Menschenrechtsverletzungen in Zusammenhang mit der Zwangsbeschäftigung von Uiguren im westlichen China seien nicht verschwiegen. Aber die Produktion erfolgte längst nicht nur in diesen gänzlich unterdrückten Gebieten: Wuxi und Ningbo im Osten wie andere Industriegebiete verfügten und verfügen noch über erhebliche Produktionskapazitäten – wie etwa auch die bei Ningbo ansässige Niederlassung der schweizerischen Megasol, die mit ihren speziellen Modulen immer wieder für Furore sorgt (Glaskonstruktionen, Spezialgrössen, Farbigkeit).

Also zum Schluss kurz und bündig zurück zur eingangs aufgeworfenen heftigen Gegenwehr der Atombefürworter*innen. Es scheint sich um ein letztes Gefecht zu handeln in einer schon verlorenen Sache. Denn gerade wo schnelles Handeln angesagt ist – also der Realisierung neuer Kapazitäten der Energiegewinnung – fällt das Urteil für die Kernkraft vernichtend aus: Zu teuer, zu langsam, weiterhin viel zu gefährlich in mancherlei Hinsicht – und politisch nicht realisierbar in der CH-Demokratie. Also Gemach: 2022 verspricht wirklich auch hierzulande ein wichtiges Jahr der Energiewende hin zu den erneuerbaren und ungefährlichen Varianten, vor allem der Sonne, zu werden!

© Solarmedia Guntram Rehsche

 

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Immer mehr Geld für Grosswasser-Kraftwerke

In der Schweiz können seit 2018 Investitionsbeiträge für neue Grosswasserkraftwerke sowie für wesentliche Erweiterungen oder Erneuerungen solcher Anlagen beantragt werden. Das Bundesamt für Energie (BFE) hat die eingegangenen Gesuche geprüft und drei Projekten Investitionsbeiträge von insgesamt 45.4 Millionen Franken zugesprochen. Die zur Verfügung stehenden Mittel werden damit nicht ausgeschöpft. Hingegen wurden das mögliche Maximum bei den Marktprämien von 150 Mio. Fr. ausbezahlt. 

Für die Investitionsbeiträge für Grosswasserkraftwerke stehen jährlich rund 50 Millionen Franken zur Verfügung (siehe Kasten). Diese Mittel werden im Zweijahresrhythmus zugeteilt. Zum zweiten Stichtag vom 31. August 2020 sind zwei Anträge eingegangen. Ein weiteres Gesuch vom ersten Stichtag 30. Juni 2018 hatte das BFE ursprünglich abgelehnt. Nach einem Bundesgerichtsentscheid wurde es nun neu beurteilt.

Nach Prüfung der Gesuche sind die Erweiterungs- und Erneuerungsprojekte von drei Grosswasserkraftanlagen anspruchsberechtigt. Es handelt sich um die Projekte Handeck 2B und Spitallamm der Kraftwerke Oberhasli AG sowie um das Projekt Vissoie der Forces motrices de la Gougra SA. Die gesamthaft zugesicherte Beitragssumme beträgt 45.4 Millionen Franken, was durchschnittlich 26% der anrechenbaren Investitionskosten entspricht.

Seit dem Inkrafttreten des revidierten Energiegesetzes am 1. Januar 2018 werden neue sowie wesentlich zu erweiternde oder zu erneuernde Grosswasserkraftanlagen (Anlagen mit einer mechanischen Bruttoleistung von mehr als 10 MW) mit Investitionsbeiträgen gefördert. Der Investitionsbeitrag beträgt für Neuanlagen und erhebliche Erweiterungen maximal 40% und für erhebliche Erneuerungen maximal 20% der anrechenbaren Investitionskosten. Für die Investitionsbeiträge für Grosswasserkraftwerke stehen jährlich rund 50 Millionen Franken aus dem Netzzuschlagsfonds zur Verfügung. Dieser wird durch den Netzzuschlag finanziert, den die Verbraucher pro konsumierte Kilowattstunde bezahlen. Der Netzzuschlag liegt seit 2018 bei 2.3 Rp./kWh. Neben den Investitionsbeiträgen für die Grosswasserkraft, für die 0.1 Rp./kWh reserviert sind, werden aus dem Netzzuschlag unter anderem auch das Einspeisevergütungssystem, die Einmalvergütungen oder die Investitionsbeiträge für Kleinwasserkraftanlagen finanziert.

Das Förderinstrument Investitionsbeiträge ist bis 2030 befristet. Um Investitionsbeiträge für Grosswasserkraftwerke zu beantragen, muss jeweils bis zum Stichtag ein Gesuch mit allen erforderlichen Unterlagen beim BFE eingereicht werden. Gesuche können erst eingereicht werden, wenn eine rechtskräftige Baubewilligung vorliegt oder die Baureife nachgewiesen ist. Das BFE ist für den Vollzug zuständig und wird dabei von der Arbeitsgemeinschaft ARGE IB unter der Federführung der energiebüro AG unterstützt.

Und dann noch dies: Gemäss geltendem Energiegesetz können Betreiber und Eigentümer von Schweizer Grosswasserkraftwerken in den Jahren 2018 bis 2022 zusätzlich eine Marktprämie für ihren produzierten Strom beantragen, den sie am Markt nachweislich unter den Gestehungskosten absetzen mussten. Die Marktprämie beträgt maximal 1 Rappen pro Kilowattstunde produzierter Energie. Das Bundesamt für Energie (BFE) hat die eingegangenen Gesuche geprüft. Die Marktprämien 2021 (für das Geschäftsjahr 2020) gehen an 30 Empfänger. Die Fördersumme beträgt insgesamt rund 155 Millionen Franken für rund 19 Milliarden Kilowattstunden oder rund 47% der Schweizer Landeserzeugung aus Wasserkraft im Jahr 2020. Damit werden die für die Marktprämie zur Verfügung stehenden Mittel in diesem Jahr vollständig ausgeschöpft. Im letzten Jahr wurden für das Geschäftsjahr 2019 rund 84 Millionen Franken an 23 Empfänger ausbezahlt. 

Quellen:

- Medienmitteilung Bundesamt für Energie zu Investitionsbeiträgen an Grosswasserkraft

- Medienmitteilung Bundesamt für Energie zu Marktprämien für Grosswasserkraft

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Mit Wasserstoff Solarstrom lagern

In Hausen am Albis beziehen die Bewohner von 28 neuen Wohnungen Solarenergie vom eigenen Hausdach. Einer der ersten Wasserstoffspeicher der Schweiz wird dafür sorgen, dass sie auch im Winter vom Sommerstrom profitieren können. 

Qzuelle: EKZ Elektrizitätswerke des Kantons Zürich

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Wie Deutschland klimaneutral wird

Mit einem großen Investitions- und Zukunftsprogramm lässt sich der Treibhausgasausstoß Deutschlands in 30 Jahren auf null reduzieren. Kohle, Öl und Gas werden in allen Lebens- und Wirtschaftsbereichen durch Strom und Wasserstoff aus Erneuerbaren Energien ersetzt. Dazu muss der Zubau an Wind- und Solaranlagen in den nächsten zehn Jahren in etwa verdreifacht und das deutsche Klimaziel für 2030 auf -65 Prozent angehoben werden. Das zeigt eine umfangreiche Studie im Auftrag von Agora Energiewende, Agora Verkehrswende und Stiftung Klimaneutralität.

Innerhalb von 30 Jahren kann Deutschland sich in eine klimaneutrale Nation umbauen und weiter an Wohlstand und Wirtschaftskraft gewinnen. Hierzu bedarf es eines umfassenden Investitionsprogramms, das den Ausbau der Erneuerbaren Energien prioritär vorantreibt, die weitgehende Elektrifizierung von Verkehr, Wärme und Industrie umfasst, die energetische Sanierung fast aller Gebäude beinhaltet und den Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur anstößt. In einem ersten Schritt würden die Emissionen bis 2030 um 65 Prozent gegenüber 1990 sinken. Daran würde sich ein zweiter Schritt mit einem vollständigen Umstieg auf klimaneutrale Technologien anschließen, so dass die Emissionen um 95 Prozent sinken. Mit einem dritten Schritt würden schließlich nicht vermeidbare Restemissionen durch CO₂-Abscheidung und -Lagerung ausgeglichen. So lauten die wichtigsten Ergebnisse einer umfangreichen Studie, die im Auftrag von Agora Energiewende, Agora Verkehrswende und der Stiftung Klimaneutralität erarbeitet wurde und deren Zusammenfassung heute vorgestellt wurde.

Mit einer Anhebung des Klimaziels 2030 um zehn Prozentpunkte auf -65 Prozent Treibhausgasemissionen würde Deutschland auch seinen Beitrag zu einem erhöhten EU-Klimaziel für 2030 leisten. Dieses wird derzeit als Teil des European Green Deal zwischen dem Europäischen Parlament und den EU-Mitgliedsstaaten verhandelt, es wird voraussichtlich Ende des Jahres von bisher -40 Prozent auf -55 bis -60 Prozent angehoben. Wesentlicher Bestandteil einer beschleunigten Klimapolitik ist der ebenso deutlich beschleunigte Zubau von Wind- und Solarstromanlagen, er muss sich gegenüber heute verdreifachen. Das im aktuellen Entwurf des Erneuerbare-Energien-Gesetzes gesetzte Ziel eines Anteils von 65 Prozent Erneuerbaren Energien am Stromverbrauch im Jahr 2030 reicht für ambitionierteren und bezahlbaren Klimaschutz indes nicht aus, es müsste dafür auf 70 Prozent erhöht werden – bei gestiegenem Stromverbrauch aufgrund neuer Verbraucher wie Elektroautos und Wärmepumpen.

Energiewirtschaft: Bei der Photovoltaik ist der Studie zufolge eine Verdreifachung der aktuell installierten Leistung auf 150 Gigawatt bis 2030 nötig. Bei Windkraft an Land müsse sie von aktuell 54 auf 80 Gigawatt steigen. Die Windkraft auf See müsse von derzeit knapp 8 auf 25 Gigawatt im Jahr 2030 wachsen. Im Gegenzug würde der Ausstieg aus der Kohleverstromung beschleunigt und schon bis 2030 abgeschlossen. Die Energiewirtschaft würde in diesem Szenario zur Hauptsäule des Klimaschutzes in den nächsten zehn Jahren. Sie alleine kann die jährlichen CO₂-Emissionen um 207 Millionen Tonnen senken, was in etwa der Hälfte der nötigen Minderung von 420 Millionen Tonnen im Jahr 2030 entspricht.

Bis 2050 steigt der Anteil Erneuerbarer Energien dann auf 100 Prozent am Stromverbrauch, wobei sich die Stromnachfrage aufgrund der sektorübergreifenden Elektrifizierung sowie durch die steigende Herstellung von Wasserstoff um rund 50 Prozent auf 960 Terawattstunden erhöhen wird. Gebraucht wird Wasserstoff auch als Speicher. Er wird in Back-up-Kraftwerken eingesetzt, die einspringen, wenn Wind- und Solaranlagen keinen Strom liefern können.

Verkehr: „Im Verkehrssektor ist der Ausstieg aus dem Öl eingeläutet“, sagt Christian Hochfeld, Direktor von Agora Verkehrswende. „Je schneller sich Automobilindustrie und Energielieferanten darauf einstellen, desto besser sind ihre langfristigen Marktchancen. Im Pkw-Markt werden sich batterieelektrische Fahrzeuge durchsetzen und Verbrenner bis spätestens 2035 europaweit verdrängen, so wie es sich in Kalifornien bereits abzeichnet.“ Bis 2030 werden demnach rund 14 Millionen Elektro-Pkw auf der Straße sein.  

Auch im Güterverkehr verlangt das Klimaneutralitätsszenario eine schnelle Elektrifizierung. Bis 2030 wird rund ein Drittel der Lkw-Fahrleistung mit Stromantrieb erbracht, vor allem mit Hilfe von Oberleitungen und Batterien. Für das Jahr 2050 ergibt das Szenario, dass jeweils etwa ein Drittel des Straßengüterverkehrs über Batterien, Oberleitungen und Brennstoffzellen angetrieben wird. Gleichzeitig wächst die Bedeutung der Schiene. Die Leistung des Schienengüterverkehrs steigt bis 2030 um 44 Prozent, während der Straßengüterverkehr nur geringfügig wächst.

Strombasierte synthetische Kraftstoffe kommen dem Szenario zufolge im Verkehr erst nach 2030 allmählich zum Einsatz, vor allem im Flug- und Schiffsverkehr, während der Anteil von Biokraftstoffen langfristig stark zurückgeht, weil Biomasse in anderen Sektoren effizienter genutzt werden kann und die Mengenpotenziale begrenzt sind. Zudem zeigt die Studie, dass Verkehr für die Klimaneutralität zunehmend auf Bus, Bahn, Fuß und Fahrrad verlagert wird. Die von Bus und Bahn erbrachte Personenverkehrsleistung verdoppelt sich nahezu bis 2035, während die des Pkw bis 2030 um 11 Prozent und bis 2050 um 30 Prozent sinkt.

Industrie: Für die Industrie ist neben der direkten Versorgung mit Strom aus Erneuerbaren Energien der Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur entscheidend. In der Stahlindustrie etwa öffnet sich derzeit ein Gelegenheitsfenster: Rund die Hälfte der Hochöfen in Deutschland muss bis 2030 aus Altersgründen ersetzt werden; Anlagen, die anstelle von Kokskohle mit Wasserstoff betrieben werden, könnten den CO₂-Ausstoß der Industrie drastisch senken. Bis 2050 wird Wasserstoff zudem nach und nach Erdgas als Rohstoff ersetzen. Neben inländisch hergestelltem Wasserstoff werden Wasserstoffimporte immer wichtiger werden. Die Studie geht davon aus, dass etwa drei Viertel des hierzulande benötigten Wasserstoffs außerhalb Deutschlands produziert werden wird. Gleichwohl werden sich nicht alle CO₂-Emissionen in der Industrie vermeiden lassen. So entsteht beispielsweise bei der Zementproduktion während des Kalkbrennens stets CO₂. Um solche Emissionen zu neutralisieren, führe kein Weg an einer Abscheidung und unterirdischen Deponierung (Carbon Capture and Storage; CCS) vorbei. In Kombination mit der Nutzung von Biomasse sei der Einstieg in die CCS-Technologie um 2030 auch unvermeidbar, um Restemissionen etwa in der Landwirtschaft auszugleichen.

Gebäude: In allen Bereichen spielt überdies die Steigerung der Energieeffizienz eine wichtige Rolle, besonders aber im Gebäudesektor. Denn trotz eines massiven Ausbaus der Erneuerbaren Energien werden Strom und Wasserstoff nicht im Überfluss zur Verfügung stehen. Aus diesem Grund haben die Autorinnen und Autoren der Studie in ihren Szenarien die vollständige energetische Sanierung des Gebäudebestands bis 2050 vorgesehen und stets mit der effizientesten Nutzung von Strom zum Heizen kombiniert. So haben sie beispielsweise Wärmepumpen zur Gebäudeheizung vorgezogen und gehen davon aus, dass bereits 2030 in sechs Millionen Gebäuden damit geheizt wird. Denn eine Wärmepumpe verbraucht mindestens fünfmal weniger Strom als nötig ist, um die gleiche Wärmeenergie aus elektrisch hergestelltem synthetischem Erdgas zu gewinnen.

Landwirtschaft: In der Landwirtschaft geht es bis 2030 vor allem darum, Methanemissionen aus Gülle zu verringern, etwa durch Vergärung in Biogasanlagen. Zudem werden vermehrt Kulturarten mit geringerem Bedarf an Stickstoffdünger angebaut. Zusätzlich lassen sich die Methanemissionen aus der Tierhaltung durch eine Verringerung der Tierbestände vermindern. Nicht vermeidbare Emissionen in der Landwirtschaft werden von 2050 an ebenso wie in der Industrie über CCS bei der Nutzung von Bioenergie neutralisiert.

Die Studie „Klimaneutrales Deutschland“ wurde von der Prognos AG, dem Öko-Institut und dem Wuppertal Institut im Auftrag von Agora Energiewende, Agora Verkehrswende und der Stiftung Klimaneutralität erstellt. Die Zusammenfassung mit Ergebnissen und Szenarioannahmen steht unter www.agora-energiewende.de,  www.agora-verkehrswende.de und www.stiftung-klima.de zum kostenfreien Download bereit. Die ausführliche Version der Studie mit Ergebnissen für alle Sektoren, Modellierungsvarianten und Methodenteil wird voraussichtlich am 9. November veröffentlicht.

 

Quelle: agora-energiewende.de

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