© Karl-Heinz Tetzlaff

Wasserstoff gehört wie Strom als sekundärer Energieträger zur neuen Energiewelt. Wasserstoff ist speicherbar und in Kraft-Wärme-Kopplung zu 50% mittels Brennstoffzellen in Strom konvertiebar. Mit diesem Konzept kann das Stromnetz stabilisiert werden - ohne nenneswerte Kosten und Verluste.

Andere Energieträger, auch wenn sie nachhaltig gewonnen wurden, bleiben Teil der alten Energiewelt mit der bekannten schlechten Effizienz. Das soll hier am Beispiel von Biogas dargestellt werden. In Abb. 1 wird zunächst die Effizienz der Wasserstoffwirtschaft mit 30% EE-Strom und 70% Biomasse im Vergleich zur realen Energiewirtschaft heute dargestellt, um zu sehen, was sich mit Biogas ändert.

Abb. 1 Effizienz der Energiewirtschaft heute und morgen

Die für den gleichen Energiekomfort nötige Nutzenergie ist in einer Wasserstoffwirtschaft kleiner, weil durch den systembedingten Stromüberschuss eine größere Effizienz auf der Nutzerebene erreicht werden kann.

Abb. 2 Effizienz einer Energiewirtschaft mit Biomasse: Biogas-Route im Vergleich zur Wasserstoffroute

Dargestellt sind Input und Output in einem sogenannten Sankey-Diagramm für eine Biogasanlage mit Einspeisekonzept. Die Breite der Balken steht für die Energiebeträge. In jedem Bild ist die Relation zur Wasserstoffwirtschaft gewahrt. Deshalb ist der Balken für die Wasserstoffwirtschaft in Abb. 2 schmaler als in Abb. 1, obwohl die Zahlen fast gleich sind. Der kleine Unterschied kommt daher, dass für die Wasserstoffwirtschaft in Abb. 1 ein Anteil von 30% EE-Stom berücksichtigt  und in Abb. 2 zu 100% Biomasse genutzt wird.

Es ist offensichtlich, dass die Schiene über Biogas zu einer Verschlechterung der Effizienz führt. Das liegt daran, dass man für die Herstellung eines Energieträgers wie er in der fossilen Energiewirtschaft genutzt wird, also ein Gas, eine vorgelagerte Energiewandlung durchlaufen muss. Danach kann man mit diesem Gas alles machen, was man mit Erdgas, Öl und Kohle auch macht. Man nutzt dabei die gleichen Umwandlungstechnologien wie heute: mit dem gleichen verheerenden  Ergebnis.

Das Strom-zu-Methan-Konzept von IWES und ZSW ist vom Primärenergieeinsatz (hier Strom) ähnlich desaströs, weil auch hier ein Energieträger erzeugt wird, der mit den typischen Verlusten der real existierenden Energiewirtschaft belastet wird. Das Argument, wenig sei besser als nichts gilt nicht, weil eine Wasserstoffwirtschaft eine verlustfreie Alternative zur Stromnetzstabilisierung bietet.

Das gute alte Holzkraftwerk steht deutlich besser da als eine Biogasanlage. Allerdings erfordert das Holzkraftwerk einen erheblichen Anteil von fossiler Energie für die Schwachlast und Spitzenlast und ist deshalb aus der Sicht des Klimachutzes eigentlich nicht zukunftsfähig. Bei unzureichender Wärmenutzung ist der Flächenbedarf für den Input dann auch eine Größenordnung höher als in einer Wasserstoffwirtschaft.

Ein ähnlich schlimmes Ergebnis “erzielt” man mit Biotreibstoffen. Wie Abb. 3 zeigt, reicht die Biomasse nocht nicht einmal zur Versorgung des Verkehrs, selbst wenn wir auf den Anbau von Lebensmitteln verzichten. Wenn wir auf dem eingeschlagenen Weg bleiben, haben wir beides zugleich: nicht genug zu essen und nicht genug für den Tank.

Abb. 3  100% Treibstoffe vom Acker

Abb. 3 zeigt, dass man in einer Wasserstoffwirtschaft beides haben kann: einen vollen Teller und einen vollen Tank. Dabei ist es ziemlich egal, ob man mit Batterieautos fährt oder mit Brennstoffzellenfahrzeugen. Das ist lediglich eine Frage nach der gewünschten Reichweite und des Komforts.

Ein Energiegärtchen ist jedenfalls eine bessere Alternative als seine Kinder im “Krieg um Öl” verbluten zu lassen.

Bio-Potenziale vergleichend betrachtet

Es wird deutlich, dass die “amtlichen” Potenzialschätzungen auf der Basis der etablierten Biotechnologien um eine Größenordnung nach oben korrigiert werden müssen. Die “amtlichen” Gutachten schätzen den Anteil der Biomasse an der Primärenergie zu 7% bis 35%. Für die Wasserstoffwirtschaft wäre das Biomassepotenzial dann zwischen 70% und 350%. Dabei ist noch nicht einmal berücksichtigt, dass Die Wasserstoff-Fabrik auch Biomasse nutzen kann, die weder brennt (zu nass) noch eine akzeptable Biogasausbeute besitzt.

Bio-Potenziale absolut betrachtet

Ein anderer Ansatz, das Potenzial der Biomasse zu ermitteln besteht im Hinschauen, was tatsächlich wächst und genutzt werden kann. Das ergebnis ist: Es reich!

Wie Abb. 4 zeigt, kann man sogar auf den Anbau von klassischen Energiepflanzen ganz verzichten. Es reicht, wenn man die Reststoffe aus der Land- und Forstwirtschaft nutzt.

Abb. 4 Bedarf und Potenzial von Biomasse in einer Wasserstoffwirtschaft in Deutschland

Um im dargestellten Energiemix von 30% EE-Strom und 70% Biomasse alle atomaren und fossilen Energien in DE zu ersetzen, braucht man ca. 2,5 EJ Biomasse. Dieses Potenzial erreicht man sogar ohne Anbau von Energiepflanzen. Es genügt, wenn man die Reststoffe als Forst und Feld nutzt. Möglicherweise ist bis 2030 noch der Anbau eine sogenannten Zwischenfrucht nach der Getreideernte nötig. Als Zwischenfrucht ist beispielsweise Weidegras geeignet. Der Charm der Zwischenfrüchte besteht auch darin, dass das Wurzelwerk dieser Pflanzen für die Humusbilanz der Böden ausreicht. So kann auch mehr Stroh der energetischen Verwendung zugefügt werden.

Wenn wir allerdings unsere Subventionen für den Export von Lebensmittelüberschüssen einstellen, haben wir Biomasse “bis zum Abwinken”. Da sich die Angaben aus Abb. 4 auf eine europäische Studie (IE, DBFZ, Uni-Hohenheim) stützen, sind die Verhältnisse auf jedes Land übertragbar - bei gleichem Energiekomfort wie in DE.

Im Zusammenhang mit erneuerbaren Energien ist die Potenzialfrage weniger wichtig als die Kostenfrage. Die Potenzialfrage kann für Deutschland auch mit Wind oder Photovoltaik allein zu 100% gelöst werden. Entscheidend sind die Kosten, die eine Volkswirtschaft dafür aufbringen muss. Ein wesentlicher Aspekt in dieser Angelegenheit ist auch das Zeitfenster, denn wir müssen in 10-20 Jahren eine quantitative Energiewende hinbekommen. Danach werden wir weder Zeit noch Geld haben das zu tun, denn bei steigenden Energiepreisen und steigenden Klimareparaturkosten, wird unsere Finanzwirtschaft nicht mehr in der Lage sein, denn Zinseszins zu erwirtschaften. Das führt dann zur Systemkriese.

Wie Abb. 1 zeigt, können wir in einer Wasserstoffwirtschaft den Primärenergiebedarf etwa um den Faktor Vier senken. Das bedeutet auch, dass wir bei etwa gleichen Rohstoffkosten die Energiekosten um den Faktor Vier absenken können. Die Rohstoffkosten für Biomasse sind schon heute niedriger als im Mittel für fossile Energien ausgegeben werden muss. Hinzu kommt, das auch die Konversionsanlagen und die Infrastruktur in einer Wassertoffwirtschaft weniger Geldmittel verschlingen.

Die Energiekosten werden also um mehr als den Faktor Vier sinken. Das wird ein Feuerwerk der Prosperität auslösen!

aktualisiert am 10.03.2012