Mit „blauem Wasserstoff“ aus Erdgas (Methan) soll endlich ein viel beschworenes neues Energiezeitalter beginnen. Er ist weitaus billiger als „grüner Wasserstoff“, der allein mithilfe von Wind- und Solarstrom hergestellt wird, jedoch genauso umweltneutral. Das Energiewirtschaftliche Institut (EWI) der Universität Köln beziffert die Kosten für grünen Wasserstoff in einer Projektion auf 2030 mit 2,4 bis 3,1 Euro pro Kilogramm, die für blauen Wasserstoff mit Abtrennung des Kohlenstoffs und dessen Endlagerung auf 1,6 bis 2,2 Euro – je nach dem dann gültigen Erdgaspreis. Das Pyrolyseverfahren hätte das Potenzial, bei weiterhin niedrigen Erdgaspreisen noch kostengünstiger zu sein, wie aus einer EWI-Projektion auf 2050 hervorgeht.

Bisher lässt die Bundesregierung in ihrem Entwurf der „Nationalen Wasserstoffstrategie“ nur grünen Wasserstoff zu, hält sich aber ein Hintertürchen offen: Mit 8,7 Millionen Euro finanziert das Bundesministerium für Bildung und Forschung die Entwicklung einer neuen Methanspalttechnik. Das Konsortium aus Industrie und Forschung führt der Ludwigshafener Chemiekonzern BASF an, der bereits seit 2010 an der Entwicklung arbeitet. Am Stammsitz des Unternehmens soll eine Pilotanlage aufgebaut werden, die mit einer völlig neuen Technik aufwartet. Eine Versuchsanlage ist bereits seit einiger Zeit in Betrieb.

Methanmoleküle lassen sich bei hohen Temperaturen aufspalten. Am Karlsruher Institut für Technologie, das auch zum BASF-Konsortium zählt, hat man es mit heißem Zinn versucht. Die Methanbläschen wandern von unten nach oben durch die Schmelze. Das Zinn hält den Kohlenstoff zurück, der verbleibende Wasserstoff perlt oben aus der Schmelze heraus. Das BASF-Konsortium nutzt die Technik des Wanderfelds: In einen Reaktor werden Kohlenstoffpartikel eingefüllt, die sich durch den von unten kommenden Methanstrom bewegen, deshalb Wanderfeld. Die Partikel wirken als Keime, an die sich die Kohlenstoffatome des Methans klammern. So werden die beiden Elemente voneinander getrennt.

Umweltneutral nur mit Ökostrom

Umweltneutral ist das Verfahren nur, wenn für die Bereitstellung der Wärme ausschließlich Ökostrom verwendet wird. Dazu ist allerdings „sauberer Strom in den nötigen Mengen und zu wettbewerbsfähigen Preisen nötig, was wesentlich eine Frage der politischen Rahmenbedingungen ist“, so Dieter Flick, der das Methanpyrolyse-Projekt bei BASF leitet.

Die Energieunternehmen VNG Innovation in Leipzig und Wintershall Dea Technology Ventures in Kassel gehen einen eigenen Weg, um das gleiche Ziel wie BASF zu erreichen. Sie haben Anteile an dem britischen Unternehmen HiiROC in Hull erworben, das Methan in einem Hochtemperatur-Plasma spaltet. Das Methangas wird von elektrischer Energie erhitzt, sodass die Bindungen zwischen den Atomen und selbst zwischen Atomkernen und Elektronen zerbrechen. Es entsteht ein Gemisch aus Wasserstoff- und Kohlenstoffkernen. Wie es den Briten gelingt, diese voneinander zu trennen ist Betriebsgeheimnis.

Bisher funktioniert das Verfahren lediglich im Labor. Die deutsche Beteiligung soll jetzt den Bau einer Versuchsanlage möglich machen. Energetisch haben die Briten, verglichen mit der Herstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse, nach eigener Aussage die Nase weit vorn. Ihr Verfahren komme mit 87 Prozent weniger Energie aus, sagen sie.

„Hauptsache klimaneutral produziert“

„Für unsere ambitionierten Klimaziele und den Erfolg der Wasserstoffstrategie ist nicht entscheidend, ob der Wasserstoff aus Erdgas oder aus Erneuerbaren stammt. Entscheidend ist, dass er klimaneutral produziert wird“, sagte Mario Mehren, Vorstandsvorsitzender von Wintershall Dea, im vergangenen Jahr auf einem SPD-Wirtschaftsforum. Wasserstoff, per Elektrolyse unter Verwendung von Wind- und Solarstrom hergestellt, sei bei weitem nicht konkurrenzfähig. Das HiiROC-Verfahren könne bei den Herstellungskosten von Wasserstoff ein echter „Game Changer“ sein, so Matthias Tischner und Andreas Päts, Geschäftsführer der VNG Innovation GmbH.

Greenpeace und andere Umweltorganisationen, aber auch das von der SPD geführte Bundesumweltministerium hingegen können sich mit blauem Wasserstoff nicht anfreunden. Sie argumentieren, dass es niemals gelingen könne, das abgetrennte Kohlendioxid dauerhaft der Atmosphäre zu entziehen. Bei der Pyrolyse fällt der Kohlenstoff jedoch nicht gasförmig, sondern als Festkörper an. Der lässt sich sicher endlagern – sollte mehr davon anfallen, als die Industrie verwerten kann.

An an Erdgas wird es nicht mangeln. Der Bundesverband Erdgas, Erdöl und Geoenergie in Hannover gibt die Reichweite mit 260 Jahren an. Damit sollte sich die Zeit, bis genügend Erneuerbare oder vielleicht sogar Fusionsenergie zur Verfügung steht, locker überbrücken lassen.