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Bild: Getty Images

Klima & Energie

Schweiz droht Wasserstoff-Zug in Europa zu verpassen

Die Schweizer Unternehmen haben das Potenzial des grünen Wasserstoffs erkannt und treiben dessen Entwicklung voran. Doch eine nationale Wasserstoffstrategie fehlt. Ohne diese läuft die Schweiz Gefahr, sich in einem Europa zu isolieren, das auf erneuerbaren Wasserstoff setzt, um die CO2-Emissionen von Industrie und Verkehr zu reduzieren.

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«Grüner Wasserstoff gilt als das Schweizer Taschenmesser der Dekarbonisierung», sagt Steven Schenk, Ingenieur und Forscher an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Lausanne (EPFL).

In der Tat: Wasserstoff kann Energie erzeugen, transportieren oder speichern und ist eine umweltfreundliche Alternative zu fossilen Brennstoffen. Schenk arbeitet an der Entwicklung einer Elektrolyse-Anlage. Es ist dies ein Gerät, das mit Hilfe von Elektrizität aus Wasser Wasserstoff erzeugt, und dies gleich noch effizienter und kostengünstiger als bestehenden Methoden.

Es handelt sich um eines von mehreren Schweizer Projekten im Bereich des erneuerbaren Wasserstoffs. Anfang Oktober erklärte das Freiburger Energieunternehmen Groupe E, dass es mit der Einweihung einer Anlage zur Produktion von grünem Wasserstoff im Wasserkraftwerk Schiffenen in der Westschweiz einen «grossen Schritt für die Energiewende in der Schweiz gemacht hat.» Es ist die vierte, in Betrieb befindliche Anlage dieser Art in der Schweiz.

Andere Schweizer Unternehmen sind im Ausland aktiv. In Schweden ist der Energie- und Elektrotechnikkonzern ABB an einem der ehrgeizigsten Projekte für erneuerbaren Wasserstoff in Europa beteiligt, während der Eisenbahnhersteller Stadler Rail gerade einen Vertrag über die Lieferung von wasserstoffbetriebenen Zügen nach Kalifornien (USA) unterzeichnet hat, zusätzlich zu den für die italienischen Regionen Kalabrien und Sardinien vorgesehenen Zügen.

Just die Schweiz könnte den Anschluss verpassen

Trotz ihres innovativen und unternehmerischen Geistes verfügt die Schweiz immer noch über keine nationale Wasserstoffstrategie. Das Land könnte sogar von der Entwicklung zum Transport von Wasserstoff auf europäischer Ebene ausgeschlossen werden, da es noch kein Energieabkommen zwischen der Schweiz und der Europäischen Union gibt.

Wasserstoff ist ein kohlenstoffneutraler Brennstoff und kann als «Batterie» zur Speicherung von erneuerbarer Energie verwendet werden. Die Herausforderung besteht darin, ihn gewinnbringend aus dem Erduntergrund zu gewinnen oder ihn aus erneuerbaren Quellen zu produzieren, und zwar in grossen Mengen und zu annehmbaren Kosten.

Wasserstoff ist auch eines der Hauptthemen auf der kommenden internationalen Klimakonferenz COP28 (30. November 2023 bis 12.Dezember 2023 in Dubai). Dieser Artikel ist Teil einer Serie, die sich mit den Möglichkeiten und Grenzen von Wasserstoff und der Rolle von Wissenschaft und Industrie bei der Suche nach dem grünen Treibstoff der Zukunft befasst.

Fallende Herstellungskosten

Wasserstoff ist das am häufigsten vorkommende Element im Universum und wird in seiner molekularen Form (H2) zur Herstellung von Chemikalien, etwa Ammoniak, oder als Kraftstoff verwendet. Bei seiner Verbrennung entsteht Energie, ohne dass CO2 freigesetzt wird. Es ist also eine umweltfreundliche Energie.

Die Art und Weise, wie Wasserstoff hergestellt wird, hat dagegen negative Auswirkungen auf das Klima. Mehr als 90% des weltweit verbrauchten Wasserstoffs (etwa 100 Millionen Tonnen pro Jahr) wird aus fossilen Quellen gewonnen, hauptsächlich aus Methan und Kohle. Man spricht in diesem Fall von grauem Wasserstoff, weil bei seiner Herstellung Kohlenstoff freigesetzt wird.

Wasserstoff kann aber auch durch die Elektrolyse von Wasser aus erneuerbaren Energien gewonnen werden. Sie gilt als umweltfreundlich (grün), wenn der Strom, der zur Spaltung des Wassermoleküls in Wasserstoff und Sauerstoff verwendet wird, aus Sonnen-, Wind- oder Wasserkraft stammt. Dieses Verfahren war lange Zeit sehr teuer. Tatsächlich geht nur ein Prozent des weltweit verwendeten Wasserstoffs auf erneuerbare Energiequellen zurück.

Die Herstellungskosten für grünen Wasserstoff sind jedoch in den letzten Jahren gesunken. Sie hätten ein Niveau erreicht, das als akzeptabel gelte, sagt Alessandra Motz, Researcher am Observatorium für öffentliche Finanzen und Energie an der Universität der italienischen Schweiz in Lugano, gegenüber swissinfo.ch. «Aus diesem Grunde ist nun Wasserstoff in aller Munde», betont sie.

Die Kosten für die Herstellung von grünem Wasserstoff liegen in Europa derzeit in einer Grössenordnung von 3 bis 8 Euro pro Kilogramm, verglichen mit 1 bis 2 Euro pro Kilogramm für Wasserstoff aus fossilen Brennstoffen.

Laut Alessandra Motz ist grüner Wasserstoff der Schlüssel zur Dekarbonisierung derjenigen Wirtschaftssektoren, für welche die Elektrifizierung, das heisst der Ersatz von Kohle oder Öl durch Strom aus erneuerbaren Energiequellen, nicht ausreicht, um Strom oder Wärme zu erzeugen.

Sie verweist zum Beispiel auf die Stahlindustrie und den schweren Güterverkehr. Wasserstoff spielt auch bei der Speicherung und dem Transport von Energie aus erneuerbaren Quellen eine Rolle.

Die Schweiz als Pionierland des Wasserstoffs

Wasserstoff wurde vor über zwei Jahrhunderten entdeckt. Die Geschichte seiner Nutzung hat ihren Ursprung just in der Schweiz. Der französisch-schweizerische Erfinder François Isaac de Rivaz (1752-1828) entwarf das erste Wasserstoff-Fahrzeug, einen hölzernen Wagen mit Verbrennungsmotor.

Dieser Wagen wurde 1813 erstmals in Vevey (Kanton Waadt) getestet. Einige Jahre später, 1838, veröffentlichte der Schweizer Chemiker und Physiker Christian Friedrich Schönbein das Prinzip der Brennstoffzelle, die heute zur Stromerzeugung aus Wasserstoff und Sauerstoff verwendet wird.

Vor kurzem wurde in der Schweiz auf Initiative der Privatwirtschaft das erste grüne Wasserstoffnetzwerk gegründet. Es handelt sich um ein Konsortium, das aus einer Produktionsstätte, einem Tankstellennetz und einer Flotte von etwa fünfzig Wasserstoff-Lastwagen besteht.

Die Schweiz ist eines der europäischen Länder mit den meisten Wasserstofftankstellen (derzeit 15). Nur Deutschland, Frankreich, das Vereinigte Königreich und die Niederlande verfügen über mehr.

Weltweiter Wettlauf um grünen Wasserstoff

Die von der Privatwirtschaft getriebene industrielle Entwicklung findet jedoch keine Entsprechung auf der politischen Ebene. Es fehlt eine klare Strategie. Andere Länder sind der Schweiz weit voraus. Nach Japan, das 2017 als erstes Land eine nationale Strategie formulierte, haben auch die Regierungen Chinas, Indiens und der USA detaillierte Pläne für Investitionen in Höhe von mehreren Dutzend Milliarden Dollar in die aufstrebende Industrie für erneuerbaren Wasserstoff angekündigt.

Die Europäische Union und mehrere ihrer Mitgliedstaaten stehen dem in nichts nach: Der von Brüssel im Jahr 2020 vorgelegte Entwicklungsplan sieht eine Verzehnfachung der Produktion von erneuerbarem Wasserstoff auf 10 Millionen Tonnen bis 2030 vor. Deutschland und Italien haben beschlossen, 9 Milliarden beziehungsweise 3,6 Milliarden Euro für Wasserstoffprojekte bereitzustellen.

Nationale Wasserstoffstrategie nötig

Auch die Schweizer Regierung sieht in erneuerbarem Wasserstoff einen wichtigen Baustein, um das Ziel von Netto-Null-Emissionen bis 2050 zu erreichen. Sie hat jedoch noch keine klare und detaillierte Vision in dieser Hinsicht. Es ist nicht bekannt, woher der Wasserstoff kommen soll und in welchen Mengen.

Die Konferenz der Kantonalen Energiedirektoren (EnDK) fordert den Bundesrat auf, bei der Erarbeitung einer Schweizer Wasserstoffstrategie «endlich vorwärtszumachen». Auch die Verhandlungen mit der EU zur Energieversorgung sollten so schnell wie möglich aufgenommen werden und das Thema Wasserstoff beinhalten, heisst es in einer Ende August veröffentlichten Stellungnahme: «Wir laufen ansonsten Gefahr, dass die EU ihr Wasserstoffnetz rund um die Schweiz herum plant und baut.»

Eine Mitte September 2023 publizierte Studie unterstreicht die Notwendigkeit, so schnell wie möglich eine klare Strategie zu definieren. «Wir müssen in der Schweiz jetzt die Weichen stellen, wenn wir den Anschluss beim Thema Wasserstoff für die zukünftige Energieversorgung nicht verpassen wollen», sagt Daniela Decurtins, Direktorin des Verbandes der Schweizerischen Gasindustrie.

Laut dem Bundesamt für Energie (BFE) wird in der zweiten Hälfte des Jahres 2024 eine nationale Wasserstoffstrategie vorgelegt werden. Darin sollen die Rahmenbedingungen für die Schaffung eines Wasserstoffmarktes in der Schweiz und für den Anschluss des Landes an das künftige europäische Wasserstoffnetz aufgezeigt werden. Damit wiederum wird beabsichtigt, eine gewisse Sicherheit für Investoren und Energieunternehmen sowie die Voraussetzungen für den Import von Wasserstoff zu schaffen.

Europas Wasserstoffnetz ohne die Schweiz?

Rund 30 Unternehmen von Erdgasleitungen in der EU erwägen den Aufbau eines europäischen Wasserstoff-Transportnetzes bis ins Jahr 2040. Die Initiative European Hydrogen Backbone stützt sich weitgehend auf die bestehende Erdgasinfrastruktur.

Die Korridore sollen Nordafrika über Italien und Österreich mit Deutschland verbinden. Es bestehe die Gefahr, dass das künftige Netz die Schweiz umgehe, warnt Matthias Sulzer, Energieexperte und Mitverfasser der Studie Energiezukunft 2050 zur Energieversorgung in der Schweiz.

Aufgrund der festgefahrenen Beziehungen zwischen dem Bund und der EU nach dem Rückzug der Schweiz aus den Verhandlungen über das institutionelle Rahmenabkommen ist eine Beteiligung der Schweiz am europäischen Wasserstoffmarkt keineswegs eine ausgemachte Sache. Die Schweiz hat bereits jetzt Schwierigkeiten im Strombereich, weil noch keine Einigung mit Brüssel erzielt werden konnte.

Die Schweiz ist bereits vom EU-Energiebinnenmarkt ausgeschlossen. «Und nun läuft unser Land Gefahr, auch den Wasserstoffzug zu verpassen», sagt Alessandra Motz.

In Erwartung der Entwicklungen und möglicher Verhandlungen sei es wichtig, «die Augen offen zu halten», was in der Welt des Wasserstoffs geschehe. Insbesondere müsste weiterhin in Forschung und Innovation investiert werden, so die Energie-Spezialistin von der Universität der italienischen Schweiz.

Luigi Jorio, «SWI swissinfo.ch» (24.11.2023)

Hier publiziert Sustainable Switzerland kuratierte Inhalte von SWI swissinfo.ch.

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