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Energiewende:Einmal Nordsee und zurück

ThyssenKrupp

Thyssenkrupp-Stahlwerk: Künftig soll Wasserstoff statt Kohle die Hochöfen anheizen.

(Foto: Marcel Kusch/dpa)

Aus norwegischem Erdgas soll in Deutschland Wasserstoff gewonnen werden - das dabei anfallende CO₂ nimmt Norwegen zurück und pumpt es unter den Meeresgrund.

Von Christopher Schrader

Es ist schon ein besonderes Geschäft, wenn der Abfall mehr wiegt als der unbehandelte Rohstoff, wenn die Entsorgung fast so viel kostet wie das gelieferte Produkt, wenn die gleiche Firma für beides bezahlt wird und sie die Rückstände schließlich dort deponiert, wo das Ausgangsmaterial einst herkam.

Ein solches Geschäft möchte Norwegen mit der deutschen Industrie abschließen: Bereits heute liefern die Skandinavier ein gutes Drittel des in Deutschland verbrauchten Erdgases. Aus einem zunächst kleinen Teil davon soll nun in einer Anlage zwischen Rhein und Ruhr klimafreundlicher Wasserstoff gewonnen werden, der zum Beispiel in der Stahlproduktion genutzt wird. Das dabei anfallende Kohlendioxid soll aufgefangen und per Flüssiggas-Tanker zurück nach Norden gebracht werden. Hier will es die gleiche Firma unter dem Boden der Nordsee deponieren, die dort zuvor das Erdgas gefördert hat.

In den kommenden vier Jahren möchte Norwegen den Einstieg in das Geschäft mit der CCS (Carbon Capture and Storage) genannten Technik schaffen. Das Projekt ist weit fortgeschritten: "Wir warten auf die Finanzierungszusage der norwegischen Regierung", sagt Nina Scholz vom Berliner Büro des mehrheitlich staatlichen norwegischen Energiekonzerns Equinor. In Oslo wie auch in Stavanger, dem Sitz des Unternehmens, denkt man sogar noch weiter. Langfristig will Norwegen neben der CO₂-Entsorgung auch das Ausgangsmaterial für die Wasserstoffgewinnung liefern. Lediglich die Umwandlung von Erdgas zu Wasserstoff soll anderswo stattfinden: Zunächst war die Rede von Nordrhein-Westfalen; jetzt ist eher ein Standort an der deutschen oder niederländischen Nordseeküste im Gespräch. Ein Industriekonsortium treibt dazu ein zweiteiliges Programm voran.

Thyssenkrupp rüstet bereits einen Hochofen auf Wasserstoff um

In Deutschland ist Thyssenkrupp an dem Projektteil mit dem kunstvollen Namen "H2morrow" beteiligt. Das Stahlwerk des Konzerns in Duisburg könnte ein erster Abnehmer für den erzeugten Wasserstoff (H2) sein. Einer der vier Hochöfen wird dort zurzeit umgerüstet, damit bei der Herstellung von Roheisen Wasserstoff statt Kohlestaub in den Meiler eingeblasen werden kann - zunächst bis zu 25 000 Kubikmeter pro Stunde. Letztendlich könnte die Umstellung die Emissionen des Hochofens um bis zu 20 Prozent senken, zeigen Laborversuche und Simulationen. Würde das Verfahren auf alle Hochöfen von Thyssenkrupp ausgeweitet, könnten die Kohlendioxid-Emissionen jährlich um drei Millionen Tonnen sinken.

Gegengerechnet werden müssen die Emissionen, die bei der Erzeugung von Wasserstoff aus dem norwegischen Erdgas entstehen. Aber erstens setzt das viel weniger CO₂ pro Energieeinheit frei als Kohle, selbst wenn man die Verluste der Umwandlung berücksichtigt. Und zweitens, so versprechen es die H2morrow-Projektplaner, lassen sich 95 Prozent des im Prozess entstehenden Kohlendioxids einfangen. Wenn das Projekt umgesetzt wird und nach dem Jahr 2030 voll laufen sollte, könnte es 800 000 Kubikmeter Wasserstoff pro Stunde erzeugen. Thyssenkrupp will den Großteil davon nutzen, um seinen Stahl klimafreundlicher herzustellen, auch wenn die Menge in der Erprobungsphase noch ein Vielfaches dessen ist, was ein Hochofen in Duisburg verbraucht. Gut fünf Millionen Tonnen CO₂ würden dann jährlich abgetrennt und aufgefangen. Jeden zweiten Tag müsste ein Spezialtanker ablegen, um diese Menge zurück nach Norwegen zu schaffen.

Geologen haben bereits eine Lagerstätte für CO₂ unter dem Meeresgrund identifiziert

Was dort damit geschieht, ist Gegenstand des zweiten Projektteils: Unter dem Titel "Northern Lights" (Nordlichter) wird eine Lagerstätte im Boden der Nordsee erkundet, um das CO₂ dort hineinzupumpen. Anfang März dieses Jahres vermeldeten Geologen den Erfolg einer Probebohrung.

Die Lagerstätte liegt etwa 80 Kilometer vor dem Ort Kollsnes in der Nähe von Bergen. Dort ist das Meer 300 Meter tief. 2500 Meter unter dem Grund hat das Bohrloch eine geologische Formation erreicht, die Wissenschaftler für die Aufnahme großer Mengen von verflüssigtem CO₂ geeignet halten: ein wassergefülltes poröses Sandgestein. Darüber liegt eine 75 Meter starke, nach Angaben der Projektbetreiber undurchdringliche Schicht aus Schiefer.

Norwegen hat bereits Erfahrung mit dem Verpressen von CO₂. Equinor, das früher Stat-Oil hieß, betreibt seit 1996 im Sleipner-Feld eine Anlage, die Kohlendioxid in den Untergrund presst. Das Klimagas, das dort zusammen mit Erdgas (vor allem Methan) in großen Mengen aus dem Erdboden kommt, wird abgetrennt und gleich wieder in die Tiefe geleitet. Dass in der Region vor Kollsnes CO₂ aus weit entfernten Quellen entsorgt werden soll, ist allerdings auch für den Konzern neu. Um das zu üben, soll anfangs CO₂ aus dem Müll-heizkraftwerk Klemetsrud in Oslo und dem Zementwerk Norcem in Brevik per Schiff angeliefert und unter den Meeresgrund gepresst werden.

Die Menge von CO₂, die Norwegen am Meeresgrund vor der Küste unterbringen kann, ist vermutlich gewaltig. Die Erdöl-Behörde errechnete 2019 eine Kapazität von etwa 83 Milliarden Tonnen. Damit könnte das Land rein rechnerisch sämtliche Emissionen der europäischen Industrie für einige Hundert Jahre aufnehmen. Allerdings warnt Halvard Raavand von Greenpeace Norwegen davor, den Angaben unbesehen zu glauben. "Die Erdöl-Behörde hat ein massives Interesse daran, große Zahlen zu veröffentlichen und der fossilen Industrie ein neues Geschäftsfeld zu öffnen. Wir brauchen unabhängige Studien."

Die Speicherung von CO₂ bietet den Norwegern eine Chance, die Förderung von Erdgas fortzusetzen, bis die Felder zur Neige gehen, und gleichzeitig in das Zukunftsgeschäft Wasserstoff einzusteigen. Seit Langem gilt das Gas als umweltfreundlicher Ersatz für Erdgas, Benzin oder Kohle. Erst kürzlich hat die Bundesregierung die lange angekündigte nationale Wasserstoff-Strategie verabschiedet. Zuvor war lange darüber gestritten worden, und das Ergebnis bleibt in vielen Punkten vage.

Einen positiven Effekt auf das Klima hat das Gas nämlich nur, wenn es mittels Wind- oder Sonnenstrom und per Elektrolyse aus Wasser gewonnen wird. Dann spricht man von "grünem" Wasserstoff. Bisher wird das Gas aber überall auf der Welt vor allem aus Erdgas und heißem Wasserdampf in einer "Reformer" genannten Industrieanlage produziert. Wenn das dabei frei werdende CO₂ in die Atmosphäre geblasen wird, heißt es "grauer", wenn es aufgefangen und entsorgt wird, "blauer" Wasserstoff.

Unabhängig von dieser Farbenlehre erscheint Wasserstoff vielen als zukunftsfähiges Geschäft. "Bei H2morrow handelt sich im ersten Schritt um eine Machbarkeitsstudie zur Dekarbonisierung der Industrie", sagt Stefan Garche von der Energieagentur-NRW über das norwegisch-deutsche Projekt. "Zwar ist das Ziel, bis 2050 nur noch grünen Wasserstoff zu nutzen, aber am Anfang soll blauer zu wettbewerbsfähigen Konditionen in ein Transportnetz eingespeist werden." Ähnlich klingt es bei anderen Befürwortern der Technologie: Zunächst sollen die Infrastruktur und der Markt aufgebaut werden, dafür braucht man aber große Wasserstoff-Mengen, die sich heute kaum allein aus Ökostrom erzeugen lassen. Langfristig möchte auch Thyssenkrupp nach eigenen Aussagen ausschließlich grünen Wasserstoff verwenden, um seinen Stahl klimaneutral zu erzeugen.

Wie sauber ist Wasserstoff wirklich?

Dass grüner Wasserstoff in der Anlaufphase eher blau ist, stört jedoch viele Umweltschützer wie den Energie-Experten Steffen Bukold: In einer Studie für Greenpeace-Energy, einer Genossenschaft für Strom- und Gaslieferung unter dem Dach der Umweltorganisation, bezweifelt er die positiven Zahlen zu blauem Wasserstoff. Ein Viertel der Emissionen von Erdgas stamme aus der sogenannten Vorkette, also den Schritten vor dem Verkauf an den Verbraucher, und lasse sich daher nicht reduzieren. Zudem sei die Abscheidung von CO₂ im Reformer oft weniger effektiv als angegeben. Darum gelangten insgesamt bis zu achtmal so viele Treibhausgase in die Atmosphäre wie von den Planern angenommen.

Ähnlich äußert sich Michael Sterner von der Technischen Hochschule in Regensburg: "Blauer Wasserstoff ist fossilen Ursprungs und verstetigt die fossile Industrie, statt sie zu transformieren", bemängelt er. Auch sei völlig unklar, ob das CO₂ wirklich, wie es nötig wäre, nach dem Verpressen 1000 Jahre im Gestein gefangen oder gebunden bleibt. Sterner sagt darum: "Blauer Wasserstoff ist eigentlich auch nur grauer Wasserstoff."

Letztlich ist es wie mit dem Wasser der Nordsee, das über den Quellen des Erdgases und den geplanten CO₂-Lagerstätten wogt und tobt: Manchmal ist schwer zu sagen, ob es grün, blau oder doch eher grau aussieht.

© SZ

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