Wasserstoff-Geist aus der Flasche - © Illustration: Rainer Messerklinger
Wirtschaft

Wundergeist mit Wenn und Aber

1945 1960 1980 2000 2020

Der Wasserstoff kann beinahe alle unsere Probleme lösen. Nur ist die Technologie noch lange nicht so weit. Andere ­ hingegen stünden zur Verfügung. Eine Analyse.

1945 1960 1980 2000 2020

Der Wasserstoff kann beinahe alle unsere Probleme lösen. Nur ist die Technologie noch lange nicht so weit. Andere ­ hingegen stünden zur Verfügung. Eine Analyse.

Das leichteste und flüchtigste aller Elemente gilt nicht nur seit vielen Jahrzehnten als zukünftiger Hoffnungsträger für die Kernfusion. Wasserstoff soll auch irgendwann aus billigem Strom auf Basis erneuerbarer Energien hergestellt werden und als Energiespeicher dienen. Er soll Fahrzeuge antreiben, Verbrennungskraftwerke befeuern, die Stahlerzeugung von ihrer Abhängigkeit von Kohle befreien, und all das, ohne klimaschädliches Kohlendioxid freizusetzen.

Im Prinzip ist Wasserstoff für alle diese Einsatzgebiete geeignet. Aber sollen wir unsere Kräfte deshalb ganz auf ihn konzentrieren? Andere Technologien sind inzwischen weit davongezogen: die direkte Nutzung elektrischer ­Energie in einem Elektroauto beispielsweise erreicht einen Wirkungsgrad – vom erneuerbaren Energieerzeuger bis zum Antriebsrad – von ca. 70 Prozent, der Weg über die Herstellung von Wasserstoff und dessen Verbrennung in einem Motor kommt auf bescheidene 13 Prozent; mit einer Brennstoffzelle sind es immer noch magere 22 Prozent.

Angesichts der Mengen an Energie, die am Beginn des 21. Jahrhunderts weltweit gesucht, gefördert, bewegt, gehandelt und umgewandelt werden und der Steigerung dieser Menge über das 20. und 21. Jahrhundert könnte man vermuten, diese Entwicklung sei zahllosen entscheidenden Erfindungen und Innovationen in diesem Zeitraum geschuldet. Die wichtigsten Erfindungen der Energiewirtschaft und -technik, die das 20. Jahrhundert beispiellos gestaltet haben und den Beginn des 21. bestimmen, stammen aber aus der kurzen Periode zwischen etwa 1870 und 1910.

Sicher, die Wirkungsgrade zur Gewinnung, Umwandlung, zur Verwendung und zum Transport von Energie wurden deutlich verbessert, Technologien wurden anwenderfreundlicher, die Effizienz der ­Energiesysteme stieg und damit (entgegen einem häufig bemühten Klischee) der Energieverbrauch. Energie wurde billiger, immer mehr Menschen fanden Zugang zu Energiedienstleistungen und billigen ­energieverbrauchenden Produkten.

Das Dynamoelektrische Prinzip, Grundlage der Erzeugung elektrischer Energie und des Elektromotors, wurde in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts entdeckt. Entwicklung und industrielle Produktion des Elektromotors verbilligten ihn und erlaubten eine Fülle von Anwendungen, von der Waschmaschine über Elektrolokomotiven bis zum Haarföhn – und heute dem Elektroauto. Auch der Ottomotor wurde 1876 patentiert. Praktisch der gesamte Verkehr zu Wasser und zu Lande hängt heute von Elektro-, Otto- und vor allem von Dieselmotoren ab. Der Dieselmotor, der wichtigste Antrieb der Globalisierung, mit dessen Hilfe Öltanker, Containerschiffe und Lastwagen unsere Güter kreuz und quer über den Globus transportieren, stammt aus 1892.

Ein magerer Fortschritt

Auch der am weitesten reichende Energietrend, die zunehmende Bedeutung der elektrischen Energie, die nach und nach andere Endenergieformen aus Fabriken und Haushalten verdrängt, begann im 19. Jahrhundert, bestimmte das 20. und reicht ungebrochen über die Gegenwart hinaus.

Die wirtschaftliche Regeneration Europas in der Nachkriegszeit und der beispiellose Aufstieg Chinas nach dem Ende der Mao-Ära wurzeln, was die Energieversorgung betrifft, hauptsächlich in den Technologien des späten 19. und frühen 20. Jahrhunderts, um hier nur zwei Beispiele zu nennen.

Das 20. Jahrhundert war bis auf eine Handvoll von Ausnahmen im Hinblick auf Energieerzeugungstechnologien nicht sonderlich kreativ. An wirklich Neuem brachte es nicht viel mehr hervor als drei Kinder des Zweiten Weltkriegs: die Nutzung der Kernspaltung, den Raketenantrieb und die Anwendung der Gasturbine für Kraftwerke und Flugzeuge.

Das leichteste und flüchtigste aller Elemente gilt nicht nur seit vielen Jahrzehnten als zukünftiger Hoffnungsträger für die Kernfusion. Wasserstoff soll auch irgendwann aus billigem Strom auf Basis erneuerbarer Energien hergestellt werden und als Energiespeicher dienen. Er soll Fahrzeuge antreiben, Verbrennungskraftwerke befeuern, die Stahlerzeugung von ihrer Abhängigkeit von Kohle befreien, und all das, ohne klimaschädliches Kohlendioxid freizusetzen.

Im Prinzip ist Wasserstoff für alle diese Einsatzgebiete geeignet. Aber sollen wir unsere Kräfte deshalb ganz auf ihn konzentrieren? Andere Technologien sind inzwischen weit davongezogen: die direkte Nutzung elektrischer ­Energie in einem Elektroauto beispielsweise erreicht einen Wirkungsgrad – vom erneuerbaren Energieerzeuger bis zum Antriebsrad – von ca. 70 Prozent, der Weg über die Herstellung von Wasserstoff und dessen Verbrennung in einem Motor kommt auf bescheidene 13 Prozent; mit einer Brennstoffzelle sind es immer noch magere 22 Prozent.

Angesichts der Mengen an Energie, die am Beginn des 21. Jahrhunderts weltweit gesucht, gefördert, bewegt, gehandelt und umgewandelt werden und der Steigerung dieser Menge über das 20. und 21. Jahrhundert könnte man vermuten, diese Entwicklung sei zahllosen entscheidenden Erfindungen und Innovationen in diesem Zeitraum geschuldet. Die wichtigsten Erfindungen der Energiewirtschaft und -technik, die das 20. Jahrhundert beispiellos gestaltet haben und den Beginn des 21. bestimmen, stammen aber aus der kurzen Periode zwischen etwa 1870 und 1910.

Sicher, die Wirkungsgrade zur Gewinnung, Umwandlung, zur Verwendung und zum Transport von Energie wurden deutlich verbessert, Technologien wurden anwenderfreundlicher, die Effizienz der ­Energiesysteme stieg und damit (entgegen einem häufig bemühten Klischee) der Energieverbrauch. Energie wurde billiger, immer mehr Menschen fanden Zugang zu Energiedienstleistungen und billigen ­energieverbrauchenden Produkten.

Das Dynamoelektrische Prinzip, Grundlage der Erzeugung elektrischer Energie und des Elektromotors, wurde in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts entdeckt. Entwicklung und industrielle Produktion des Elektromotors verbilligten ihn und erlaubten eine Fülle von Anwendungen, von der Waschmaschine über Elektrolokomotiven bis zum Haarföhn – und heute dem Elektroauto. Auch der Ottomotor wurde 1876 patentiert. Praktisch der gesamte Verkehr zu Wasser und zu Lande hängt heute von Elektro-, Otto- und vor allem von Dieselmotoren ab. Der Dieselmotor, der wichtigste Antrieb der Globalisierung, mit dessen Hilfe Öltanker, Containerschiffe und Lastwagen unsere Güter kreuz und quer über den Globus transportieren, stammt aus 1892.

Ein magerer Fortschritt

Auch der am weitesten reichende Energietrend, die zunehmende Bedeutung der elektrischen Energie, die nach und nach andere Endenergieformen aus Fabriken und Haushalten verdrängt, begann im 19. Jahrhundert, bestimmte das 20. und reicht ungebrochen über die Gegenwart hinaus.

Die wirtschaftliche Regeneration Europas in der Nachkriegszeit und der beispiellose Aufstieg Chinas nach dem Ende der Mao-Ära wurzeln, was die Energieversorgung betrifft, hauptsächlich in den Technologien des späten 19. und frühen 20. Jahrhunderts, um hier nur zwei Beispiele zu nennen.

Das 20. Jahrhundert war bis auf eine Handvoll von Ausnahmen im Hinblick auf Energieerzeugungstechnologien nicht sonderlich kreativ. An wirklich Neuem brachte es nicht viel mehr hervor als drei Kinder des Zweiten Weltkriegs: die Nutzung der Kernspaltung, den Raketenantrieb und die Anwendung der Gasturbine für Kraftwerke und Flugzeuge.

Die wichtigsten Energietechniken zu Beginn des 21. Jahrhunderts stammen noch immer aus der Zeit zwischen 1870 und 1910.

Kernenergie: Beispiel für Utopiefalle

Große Zukunftsversprechen können mehr schaden als nutzen, wenn sie den Blick von den Möglichkeiten und notwendigen Aufgaben der Gegenwart ablenken. Die Kernenergie monopolisierte nach dem Zweiten Weltkrieg über Jahrzehnte unfassbare Geldmittel, ganze Jahrgänge von Wissenschaftlern und heute unbegreifliche utopische Zukunftsvorstellungen auf sich. All das fehlte für die möglichen Alternativen, wurden diese doch angesichts des universalen Lösungsversprechens der Kernenergie erst gar nicht erwogen.

In Deutschland wurden 1979 noch 60 Prozent der Forschungsausgaben für die Atomenergie aufgewendet, für erneuerbare Energie blieben vier Prozent. Indien hatte sich bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts auf die Nutzung der Solarenergie konzentriert, eine elegante Antwort des sonnenverwöhnten Landes auf die Kohleverbrennung des ungeliebten nebelverhangenen Kolonialherrn. Alle diesbezüglichen Anstrengungen wurden gestoppt, als die Verheißungen der Nutzung der Kernenergie, ausgehend von den USA, alle Energieprobleme zu lösen versprachen.
Zwischen der ersten Demonstration einer neuen Erfindung und ihrer breiten Umsetzung vergehen Jahrzehnte. Angesichts der langen Verlaufszeit zwischen innovativer Idee und deren breiter Realisierung und der wenigen Zeit, die uns noch verbleibt, um Lösungen für die Energiewende und gegen die Klimaerhitzung umzusetzen, sollten wir fürs Erste also mit dem Bestehenden auszukommen versuchen.

Die Lösungen wären da

Die gute Nachricht: Das reicht, und es gibt damit auf Jahre genug zu tun. Denn auch diese Lösungen sind eben nicht wirklich neu: Windenergie, Wasserkraft und Bio­masse werden seit Jahrtausenden genutzt (Holzverbrennung ist sogar das wirklich älteste Gewerbe der Menschheit). Der licht­elektrische Effekt, Grundlage der Photovoltaik (PV) – der direkten Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie –, wurde 1839 entdeckt. In den späten 50er-Jahren – vierzig Jahre vor Beginn ihrer Marktrelevanz – wurde sie erstmals für die Stromversorgung eines Satelliten eingesetzt.

Neu ist, dass sich diese technischen Möglichkeiten zur Nutzung der solaren ­Energieströme auf der Erdoberfläche – als Ersatz für die Verbrennung der fossilen Energiebestände der Erdkruste – um Größenordnungen verbilligt haben. Nicht unwesentlich dafür war das in den 90er-Jahren gestartete Großprojekt der deutschen Energiewende. Die Technologien sind also bekannt und vielfach demonstriert, sie stehen nicht mehr in den Startlöchern. Sie kommen aber angesichts der Größe des Problems viel zu langsam vom Fleck. Die Nutzung Erneuerbarer wie der Biomasse, der Windenergie und der Photovoltaik braucht eine couragierte, unbändige, beispiellose Beschleunigung, ganz nach dem Muster, nach dem die Innovationen des späten 19. Jahrhunderts die Energierevolutionen des 20. bestimmten. Erfolgreiche Energieversorgung beruht auf der millionenfachen, technisch immer raffinierteren Anwendung weniger Erfindungen und Entdeckungen.

Was wir nicht brauchen, ist, im Nachdenken und Konzipieren zu verharren und uns auszumalen, was in zwanzig Jahren vielleicht funktionieren könnte. Das ist die Utopiefalle. Die Lösungen sind nämlich jetzt schon da. Sie werden nur viel zu zaghaft und viel zu langsam umgesetzt. Sollen wir dennoch für die Wasserstoffwirtschaft forschen? Ja. Aber nur, wenn klar ist, dass es sich dabei um ein Forschungsvorhaben für die Zukunft handelt, das unseren Blick auf die dringenden Aufgaben und die Möglichkeiten der Gegenwart nicht verstellen und unsere heute notwendigen Handlungen nicht bremsen darf. In der Hauptsache müssen wir uns darum kümmern, die bekannten klimaschonenden Lösungen endlich tausendfach umzusetzen, und zwar in Windeseile, um nicht zu sagen: in Lichtgeschwindigkeit.

Wissenschaft

... und was ist, wenn es ganz schlimm kommt?

In den vergangenen Jahren wurde von Kritikern der Klimapublizistik stets beklagt, dass die Erwartungen und Berechnungen übertrieben wären, mit denen das International Panel der UN-Klimawissenschafter IPCC zu seinen warnenden ­Voraussagen zur Zukunft der Atmosphäre kommt. Aber angesichts der brennenden Urwälder und der brennenden Böden in Sibirien darf/muss auch die gegenteilige Frage erlaubt sein. Könnten sich die Annahmen als zu optimistisch herausstellen? Schon vor dem Sommer hatten Gletscherforscher Alarm geschlagen, weil etwa die Schrumpfung der Gletscher weit unterschätzt wurde in ihrer Entwicklung. In die gleiche Kerbe schlägt nun eine aktuelle australische Studie, die sich mit den UN-Prognosen auseinandersetzt. Die Wissenschafter David Spratt und Ian Dunlop vom Breakthrough National Centre for Climate Restoration in Melbourne meinen, dass jeder auch noch so kleine Anstieg Folgewirkungen und Rückkoppelungen erzeuge, die die weitere Erwärmung der Atmosphäre beschleunige. So wird aus einem linearen ein exponentieller Anstieg der Erwärmung. Selbst bei mildem Szenario, nämlich dass ab 2030 der CO2-Ausstoß sinken würde, sähe die Welt 2050 etwa so aus: plus 3 Grad. Mindestens 30 Prozent der Erdoberfläche wären dann aufgrund extremer Hitzeereignisse unbewohnbar geworden, betroffen wären davon über 2 Milliarden Menschen. Es würde zu entsprechenden Nahrungsmittelengpässen und Verteilungskämpfen kommen, die Ausbreitung von Krankheiten würde sich beschleunigen. Ausweg: Die Politik müsse handeln. Rasch, effizient und global. Leider führt der Bericht nicht an, wie das geschehen soll, angesichts des Stillstands der vergangenen Jahre. (tan)