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Grüner Wasserstoff aus der Inneren Mongolei

China hat ein Energieprojekt in der inneren Mongolei genehmigt: Hier soll grüner Wasserstoff hergestellt werden. Dort soll das Gas in Zukunft nachhaltig mithilfe von Wind- und Sonnenenergie erzeugt werden. 

Die Anlagen in der Nähe der Städte Ordos und Baotou sollen aus 1,85 Gigawatt Solarenergie und 370 Megawatt Windenergie jährlich 66.900 Tonnen grünen Wasserstoff produzieren, teilt die chinesische Hydrogen Energy Industry Promotion Association mit. Die Region, in der bislang ein Großteil der chinesischen Kohle abgebaut wird, kommt auf etwa 3.100 Sonnenstunden pro Jahr, die für die Solarenergieerzeugung genutzt werden können. Zudem liegt sie der Route sibirischer Kontinentalwinde. Windrädern erbringen hier zusätzlich eine erhebliche Leistung.

Schon Mitte 2023 sollen die Anlagen betriebsbereit sein. Es ist die bisher größte Anlage in der Volksrepublik und eine der größten der Welt. Die genauen Kosten sind noch nicht bekannt. Klar ist jedoch, dass es sich um die bislang größte staatliche Wasserstoffunternehmung Chinas handelt.

Das Mega-Projekt in der Inneren Mongolei könnte, so schätzt Bloomberg, genügend Wasserstoff produzieren, um etwa 680 Millionen Liter Benzin pro Jahr zu ersetzen, wenn es für Brennstoffzellenfahrzeuge verwendet würde – und diese Brennstoffzellenfahrzeuge will China vor allem im Schwerlastverkehr einsetzen. Wasserstoff-Fahrzeuge werden 2050 bereits ein Drittel der Lastwagen ausmachen, schätzt die Analystin Elaine Wu von der US-Investmentbank JP Morgan. Derzeit seien es erst fünf Prozent.

China günstig, Europa innovativ

Allerdings birgt das Mega-Projekt auch ein Problem: Allein der Bau dieser einen Mega-Anlage könnte zu einer ernsthaften Verknappung der weltweit verfügbaren Elektrolyseure führen. Im Protonen-Austausch-Membran-Elektrolyseur wird in einer chemischen Reaktion der Elektrolyse destilliertes Wasser mithilfe von Strom in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten. Die geplante Anlage wird Elektrolyseure mit einer Kapazität von 465 Megawatt benötigen. Allerdings betrug im vergangenen Jahr die weltweite Produktion nur 200 Megawatt.

Eine der führenden Unternehmen auf diesem Gebiet ist die deutsche Linde AG. Sie baut derzeit den größten PEM (Proton Exchange Membrane) Elektrolyseur der Welt in Leuna mit 24 Megawatt. Die bisher größte Anlage mit 20 Megawatt steht in Bécancour, im kanadischen Quebec. Sie wurde von dem französischen Unternehmen Air Liquide hergestellt. Der größte Hersteller weltweit ist das norwegische Unternehmen NEL.

China und Europa befinden sich in diesem Bereich derzeit in einem Wettbewerb: Während China die billigsten Elektrolyseure der Welt herstellt, ist Europa führend bei innovativen Technologien, die besser geeignet sind, grünen Wasserstoff zu erzeugen. Nach Schätzungen der Nachrichtenagentur Bloomberg können chinesische Hersteller inzwischen alkalische Elektrolyseure für 200 US-Dollar pro Kilowatt verkaufen – 80 Prozent billiger als europäische Maschinen desselben Typs. Die eigenen sich aber nicht für Strom aus erneuerbaren Energien, weil sie nicht so gut mit unterschiedlichen Stromlasten arbeiten. 

Chance für die Energiewende

Wasserstoff gilt derzeit als der große Hoffnungsträger für die Energiewende – auch in China, dessen Regierung sich vorgenommen hat, das Land bis 2060 klimaneutral zu machen. Peking erwartet, dass Wasserstoff bis 2050 einen Anteil von zehn Prozent an der Energieversorgung haben wird. Wasserstoff, der immer chemisch gebunden ist und nicht in Reinform vorkommt, lässt sich durch Elektrolyse aus Wasser erzeugen und wie Erdgas in Tanks speichern. Beim Verbrennen entstehen als Rückstand Wasser und Energie, jedoch keine direkten CO2-Emissionen.

Schon heute ist China führend bei der Wasserstoffproduktion. Die Chinesen stellen rund 40 Prozent des weltweiten Wasserstoffes her. Ende August hat allein Great Wall Motors eine Flotte von 100 Wasserstofflastwagen für das Bauprojekt Xiong’an New Area Construction in der Provinz Hebei geliefert. Nach Herstellerangaben sind sie inzwischen knapp 30 Prozent billiger als herkömmliche Dieselfahrzeuge. Allein die Stadt Peking will bis 2025 rund 10.000 Wasserstofffahrzeuge auf der Straße haben, die von 74 Füllstationen versorgt werden.

Ende 2020 gab es in China rund 7.300 Fahrzeuge mit Wasserstoff-Brennstoffzellen, die meisten davon Nutzfahrzeuge. Doch das Ministry of Industry and Information Technology (MIIT) hat große Pläne: Bis 2025 sollen es chinaweit zwischen 50.000 und 100.000 Fahrzeuge sein, im Jahr 2030 dann schon eine Million – und mindestens 1000 Füllstationen. Bis zum Jahr 2050 soll das Gas dann mit einem jährlichen Produktionswert von über zwölf Billionen Yuan das Rückgrat der chinesischen Energiewirtschaft bilden.

Grüner Wasserstoff bleibt rar

Das größte Problem bis dahin: Wasserstoff ist nur dann wirklich sinnvoll, wenn er grün ist, also aus Sonnen-, Wasser- oder Windenergie hergestellt wird. Doch bisher wird der meiste Wasserstoff noch „grau“ hergestellt, also aus Gas. 67 Prozent der 25 Millionen metrischen Tonnen Wasserstoff, die pro Jahr in China hergestellt werden, entstehen auf Basis von fossiler Energie, erst drei Prozent aus erneuerbaren Energien. Chinas Wasserstoffproduktion basiert bislang jedoch vor allem auf Methan-Umwandlung aus Kohle, die im Land reich verfügbar ist. „Grüner Wasserstoff“ der mithilfe von erneuerbaren Energiequellen wie Wasser, Wind und Sonnenenergie gewonnen wird, ist bislang noch sehr teuer und mit hohem Energieaufwand verbunden. Auch die Lagerung und der Transport des hochentzündlichen Stoffs stellt die Entwickler vor Herausforderungen.  

Bislang hat die chinesische Regierung öffentliche Mittel in Höhe von 20 Milliarden Dollar für Wasserstoffprojekte zur Verfügung gestellt. Während in China dreiundfünfzig Großprojekte angekündigt wurden, die erneuerbare Energien mit Wasserstoff kombinieren, sind die meisten vor allem für die Stromerzeugung geplant. Die oftmals nur geringfügige Wasserstoffkomponente dient bisweilen nur als Zugeständnis, um eine staatliche Genehmigung zum Bau zu erhalten, erklärt ein Experte gegenüber Bloomberg

Die bisher größten chinesischen Projekte mit grünem Wasserstoff stammen von staatlichen Industriegiganten wie Sinopec oder der Ningxia Baofeng Energy Group, die in diesem Jahr ein 150-Megawatt-Solar-Elektrolyseur-Array fertigstellen wird. Die China Baowu Steel Group hat Pläne für 1,5-Gigawatt-Elektrolyseure mit erneuerbaren Energien angekündigt, jedoch ohne einen Zeitplan anzugeben.

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