Wasserstoff

Der Stoff, aus dem Träume sind: Eine neue Vision für Hamburg

| Lesedauer: 14 Minuten
Matthias Iken und Martin Kopp
Wirtschaftssenator Michael Westhagemann (v. l.), Friederike C. Kühn, Flughafenchef Michael Eggenschwiler und Diana Rickwardt vor einem neuen Fahrzeug, das mit Wasserstoff betrieben wird (Archivbild).

Wirtschaftssenator Michael Westhagemann (v. l.), Friederike C. Kühn, Flughafenchef Michael Eggenschwiler und Diana Rickwardt vor einem neuen Fahrzeug, das mit Wasserstoff betrieben wird (Archivbild).

Foto: Andreas Laible

Völlige Klimaneutralität? Wasserstoff treibt die Fantasie an. Senator Michael Westhagemann plant bereits die Ökonomie von morgen.

Mit den Visionen ist das in der Hansestadt so eine Sache. Seit dem von Helmut Schmidt dahingeworfenen Satz „Wer Visionen hat, soll zum Arzt gehen“, halten sich gerade Sozialdemokraten mit kühnen Entwürfen lieber zurück. Die CDU gestaltete unter der Ägide von Bürgermeister Ole von Beust und Finanzsenator Wolfgang Peiner die „Wachsende Stadt“, die Grünen träumen seit Jahrzehnten von der Mobilitätswende. In großen Dimensionen denkt der parteilose Wirtschaftssenator Michael Westhagemann – ihn treibt seit Langem die Vision einer Wasserstoffhauptstadt um. Und mit dieser Idee hat er auch Bürgermeister Peter Tschentscher angesteckt. Nicht weniger als die Zukunft der Energieversorgung und die völlige Klimaneutralität soll in Hamburg ersonnen und auf den Weg gebracht werden.

Wenn Westhagemann vom grünen Wasserstoff spricht, packt die Begeisterung den ehemaligen Manager. Seine Stimme wird dann noch westfälisch singender, seine Gestik noch ausladender – und der nächste Termin muss noch etwas länger warten. „Mich treibt das Thema seit meiner Zeit bei Siemens um“, sagt der 63-Jährige. „Bei den Brennstoffzellen für U-Boote ist Siemens führend – ich habe damals schon die Entwickler gefragt, warum sie diese Technik nicht für weitere Anwendungen nutzen?“

Die Wasserstoffwirtschaft birgt für Hamburg Chancen

14 Jahre lang, bis 2017, leitete Westhagemann als CEO die Region Nord von Siemens mit Sitz in Hamburg – und war dort insbesondere für den Bereich Windenergie verantwortlich. Der Einstieg in die Wasserstoffwirtschaft hat viel mit Windenergie zu tun. Mit Wasserstoff ließe sich endlich eines der Hauptprobleme der Energiewende beheben ­– wie speichern wir überschüssige Windenergie? Mittels Elektrolyse ließe sich mit der Energie von großen Windparks Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegen – und dieser Wasserstoff wäre als Synthesegas selbst Energieträger (Power-to-gas). Dafür aber müssten die Kosten erst einmal deutlich sinken.

„Für unseren Standort ist das eine Riesenchance, die wir gemeinsam mit der Industrie und den Partnern in Wirtschaft und Wissenschaft nutzen werden“, sagt Westhagemann. So lässt sich ein weiteres Senatsziel erreichen – die Reduktion des Ausstoßes von Treibhausgasen –, und die Wirtschaftsbehörde sitzt dabei auch noch am Steuer und nicht auf der Rückbank. Im Wahlkampf überraschten Bürgermeister Peter Tschen­tscher, Bundesumweltministerin Svenja Schulze und Westhagemann damit, am Standort Moorburg eine große Wasserstoff-Elek­trolyse mit einer Kapazität von 100 Megawatt bauen zu wollen.

Wasserstoff: Viele Verbände stehen hinter der Idee

Wirtschaft und Politik sind sich einig wie selten: Zwölf norddeutsche Industrie- und Handelskammern stehen hinter der Idee. In einem Positionspapier aus dem vergangenen Jahr betonen die Verbände, mit Wasserstoff den Technologie-Vorsprung des Südens aufholen zu wollen. Tatsächlich ist billige Energie noch immer ein zentraler Standortfaktor. Die Hoffnung: Die noch exorbitant teure Wasserstofftechnologie wird in der Massenanwendung rasch günstiger. Auch deshalb sagt Westhagemann: „Wir müssen schnell in Anwendungen kommen.“

Bislang gibt es in der Hansestadt eine Pilotanlage: In Neuhof betreibt das Unternehmen H&R Wasag eine Elektrolyse-Wasserstoff-Anlage mit einem Elek­trolyseur mit einer Leistung von fünf Megawatt, der jährlich mehrere Hundert Tonnen Wasserstoff für die Raffinerien herstellt. Ein Elektrolyseur mit einer Leistung von 100 Megawatt in Moorburg wäre da ein gewaltiger Innovations- und Leistungssprung. „Wir haben viele Anfragen von Investoren“, sagt Westhagemann. Die Ergebnisse der Machbarkeitsstudie, die sich derzeit mit dem Bau eines Elektrolyseurs in Moorburg befasst, sollen noch in diesem Jahr vorliegen.

Westhagemann: "Mein Bild ist größer"

Der frühere Manager drängt darauf, Allianzen zu bilden, die nicht nur den deutschen Norden umfassen, sondern die ganze Bundesrepublik und die Nachbarstaaten. „Mein Bild ist größer“, sagt Westhagemann und setzt auf EU-Fördergeld.

Noch im Herbst schien Hamburg europaweit vorne zu liegen – inzwischen springen weitere Länder auf die große Idee. In Dänemark haben sich gerade sechs Unternehmen – darunter die weltgrößte Reederei Maersk – zusammengetan, um Wasserstoff im industriellen Maßstab zu produzieren. Gemeinsam wollen sie bis 2030 stufenweise Elektrolyseanlagen mit bis zu 1300 Megawatt Kapazität errichten.

Auch die Bayern wollen groß in die neue Technik einsteigen

In den Niederlanden plant Shell zusammen mit dem Gasnetzbetreiber Gasunie und dem Hafen Groningen den Bau eines Mega-Windparks, der drei bis vier Gigawatt Strom liefern soll. Dieser Windstrom soll direkt von einem Elektrolyseur in Eemshaven südöstlich von Borkum zu grünem Wasserstoff verarbeitet, gespeichert und über das Gasunie-Netz verteilt werden. Auch die Bayern wollen nun groß in die neue Technik einsteigen. Wasserstoff treibt die Fantasie an. Westhagemann sieht es mit einer Mischung aus Frohlocken und Furcht: „Erst haben mich alle für einen Spinner gehalten, jetzt wollen viele einen Elektrolyseur bauen.“

Wirtschaftssenator Michael Westhagemann: "Nie war ein Markt da. Nun ist alles anders, und das Signal lautet: Wir besorgen euch den Markt."

Die Konkurrenz schläft nicht. Europa ist nicht einmal führend – die Japaner basteln schon seit Jahren an einer ganzen Wertschöpfungskette rund um den Stoff, aus dem die Träume sind. Sie bauen Spezialschiffe, die Wasserstoff aus australischer Braunkohle nach Japan bringen, der dort wieder zu Strom wird. Dieser graue Wasserstoff ist nicht klimaneutral, aber er ist billiger – und ermöglicht so einen beschleunigten Ausbau der Wertschöpfungskette. Skalieren ist das Zauberwort. Sowohl Michael Westhagemann als auch der Bürgermeister reisten schon nach Japan, um sich eine Pilotanlage anzusehen – und kamen beeindruckt zurück in die Hansestadt.

Corona-Krise beschleunigt die Pläne

Corona könnte nun die hochfliegenden Pläne der Hamburger deutlich beschleunigen. „Durch die Bereitstellung von sieben Milliarden Euro im Konjunkturprogramm des Bundes werden die benötigten finanziellen Mittel für eine unmittelbare Umsetzung des Nationalen Innovationsprogrammes verfügbar gemacht“, lobt Westhagemann, schränkt aber ein: „Die in der Nationalen Wasserstoffstrategie beschriebenen Maßnahmen sind zu Teilen noch zu abstrakt und müssen zügig weiter konkretisiert werden.“ Immerhin könnte die Wasserstoffstrategie ein echter Richtungswechsel werden.

Ein Maßnahmenmix aus Investitionshilfen für Elektrolyseure, Forschungsförderung und einem Ausbau der Verteilinfrastruktur für Mobilität wird die Technologie voranbringen. Als Zwischenziel gilt der Aufbau von Elektrolysekapazität im Umfang von fünf Gigawatt bis 2030 – derzeit sind es in den Pilotprojekten insgesamt nur 25 Megawatt.

Westhagemann: Viele Branchen könnten profitieren

Seit Monaten pendelt Westhagemann nach Berlin, um dort für seine Idee von der Wasserstoffmetropole zu werben. „Der Fokus liegt auf grünem Wasserstoff aus erneuerbaren Energien. Daraus ergibt sich eine Schlüsselrolle für den Norden, die wir nutzen wollen“, so Westhagemann. Sein Ziel ist eine Blaupause für eine Wasserstoffwirtschaft. „Hier liegt ein Riesenmarkt.“

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Viele Branchen könnten davon profitieren: So sind Stahl- und Aluminiumhersteller, aber auch die Kupferhütte große Stromabnehmer. Mit ArcelorMittal gibt es bereits eine Absichtserklärung, wie mit Wasserstoff die Produktion annähernd CO2-neutral werden könnte. Hier soll in drei bis vier Jahren eine Pilotanlage stehen. Moorburg könnte noch vor der Bürgerschaftswahl 2025 als Wasserstoffkraftwerk an den Start gehen. Der Wirtschaftssenator denkt noch weiter. Bei der Fülle der Anwendungen ist sich Westhagemann sicher: „Ein 100-Megawatt-Elektrolyseur reicht nicht – allein hier im Hafen könnten 300 bis 500 Megawatt realistisch sein.“

Westhagemann zieht gern Vergleiche

Das Netzwerk Wasserstoff umfasst bereits 18 Unternehmen, die bei einem Treffen mit dem Senator eine Abnahme von Wasserstoff in größeren Mengen verabredet haben. Dazu sollen zeitnah verschiedene Einzelvereinbarungen gezeichnet werden. MAN als Hersteller von Motoren für die Marineschifffahrt zeigt ebenfalls großes Interesse an einem Ausbau der Wasserstoffwirtschaft wie auch Airbus. Das Unternehmen forscht an der Brennstoffzelle für Flugzeuge. Die Brennstoffzelle, die durch die chemische Umsetzung von Wasserstoff und Sauerstoff elektrische Energie erzeugt, ist eine zentrale Anwendung.

Gerade bei der Mobilität von Lastkraftwagen gilt Wasserstoff als die Lösung, nicht E-Mobilität. Westhagemann vergleicht dann gern: Ein normales Fahrzeug benötige für eine Strecke von 100 Kilometern mit Elektro-Antrieb eine 100 Kilogramm schwere Batterie, aber nur ein Kilogramm Wasserstoff. Ein 40-Tonner benötige für diese Strecke schon eine Batterie von einer Tonne, aber nur zehn Kilogramm Wasserstoff. Müsse der Lkw 500 oder 600 Kilometer weit fahren, stießen die Batterien mit bis zu sechs Tonnen Gewicht an ihre Grenzen.

Die Lkw müssen sauberer werden

Der Markt ist also groß: Zwei Millionen 40-Tonner transportieren täglich Waren durch Europa, ihre Dieselmotoren stoßen Feinstaub, Stickoxide und CO2 aus. Der Güterverkehr soll bis zum Jahr 2030 um 39 Prozent wachsen – so viel Verkehr lässt sich gar nicht auf Schiffe und Schiene verlagern. Also müssen die Lkw sauberer werden.

Die Dienstwagen der Hamburger Regierungspolitiker und ihr CO-Ausstoß (2019):

  1. Jens Kerstan (Umweltsenator/Grüne): BMW 330e iPerformance (Benzin/Elektro), 165 g CO/km
  2. Ties Rabe (Schulsenator/SPD): Mercedes-Benz E 350e (Benzin/Elektro), 171 g CO/km
  3. Andreas Dressel (Finanzsenator/SPD): BMW 330e iPerformance (Benzin/Elektro), 177 g CO/km
  4. Dorothee Stapelfeldt (Stadtentwicklungssenatorin/SPD): Mercedes-Benz 220d (Diesel), 192 g CO/km
  5. Katharina Fegebank (Wissenschaftssenatorin/Grüne): Mercedes-Benz E 300e (Benzin/Elektro), 208 g CO/km
  6. Michael Westhagemann (Wirtschaftssenator/parteilos): Mercedes-Benz E 300e (Benzin/Elektro), 208 g CO/km
  7. Andy Grote (Innensenator/SPD): BMW 530d xDrive (Diesel), 210 g CO/km
  8. Carsten Brosda (Kultursenator/SPD): BMW 530e iPerformance (Benzin/Elektro), 215 g CO/km
  9. Cornelia Prüfer-Storcks (Gesundheitssenatorin/SPD): BMW 530e iPerformance (Benzin/Elektro), 215 g CO/km
  10. Till Steffen (Justizsenator/Grüne): BMW 530e iPerformance (Benzin/Elektro), 215 g CO/km
  11. Melanie Leonhard (Sozialsenatorin/SPD): Audi A6 Avant (Diesel), 223 g CO/km
  12. Peter Tschentscher (Erster Bürgermeister/SPD), 227 g CO/km

Ein ganzes Biotop von Unternehmen und Entwicklern soll sich in und um Hamburg ansiedeln. Erste zarte Triebe gibt es schon. In Winsen-Ost haben zwei Unternehmer die Firma Clean Logistics gegründet, die herkömmliche Schwerlast-Lkw auf Wasserstoffantrieb umstellen will. Sie wollen den großen deutschen Nutzfahrkonzernen zeigen, wie das geht. Für die eigenen Klimaziele wäre die Brennstoffzelle der Durchbruch. Wenn Wasserstoff mit Sauerstoff in einer Brennstoffzelle reagiert, entsteht Strom – ohne dass Feinstaub und CO freigesetzt werden. In Winsen hofft man 2021 auf die Serienfertigung.

"Verbranntes Geld, wenn wir alles auf die Batterie setzen"

Bei der Brennstoffzelle soll Europa nun Gas geben. „In dieser Technologie hängen wir zurück“, klagt Westhagemann. „Es wäre verbranntes Geld, wenn wir alles auf die Batterie setzen. Die Brennstoffzelle ist ein riesiges industrielles Thema.“ Westhagemann hofft auf deutsche Zulieferer wie Bosch, Conti oder Elringklinger. „Nie war ein Markt da“, sagt Westhagemann. „Nun ist alles anders, und das Signal lautet: Wir besorgen euch einen Markt.“

Der Senator hat die städtische Wirtschaftsförderung Hamburg Invest damit beauftragt, speziell in diesem Segment intensiv zu arbeiten. Auch eine große Brennstoffzellenfertigung kann er sich am Standort vorstellen. Eine Fläche wie beispielsweise in Neuland wäre dafür geradezu ideal. „Hier könnte morgen der Bau starten“, sagt Westhagemann, „die Fläche ist bereits erschlossen und vorbereitet.“

Auch bei der Hochbahn sind schon seit 2003 Brennstoffzellenbusse auf den Hamburger Straßen unterwegs. „Wir fahren bewusst eine technologieoffene Strategie“, sagt Hochbahn-Sprecher Christian Kreienbaum. Die erste Generation des Evo-Busses von Mercedes verbrauchte 22 kg Wasserstoff pro 100 km, die Nachfolger mit Brennstoffzellenhybridbussen acht bis zehn Kilo Wasserstoff auf 100 km. Das Projekt mit Mercedes wurde vor einigen Monaten beendet, nun sind Busse der polnischen Marke Solaris mit Brennstoffzellen als Reichweitenverlängerer im Einsatz. Kreienbaum sagt, die Verfügbarkeit der Wasserstoffbusse sei gut. Bei der kommenden Ausschreibung für längere Reichweiten und flexiblere Einsätze halten Marktbeobachter japanische Anbieter für durchaus chancenreich.

Nun entscheidet sich, welche Regionen profitieren

Deutschland muss also aufholen. „Abgesehen von wenigen Pilotprojekten ist der Markthochlauf in Deutschland bisher jedoch ausgeblieben“, konstatiert André Wolf, Leiter des Forschungsbereichs Energie, Klima und Umwelt“ am HWWI. Neben hohen Anlaufkosten führt er das auch auf das Fehlen eines stimmigen regulatorischen Rahmens zurück. Immerhin könne sich das nun ändern, schreibt Wolf in einer aktuellen Studie: „Mit der nationalen Wasserstoffstrategie werden nun endlich umfassend Leitplanken definiert, um hierzulande eine nachhaltige Wasserstoffwirtschaft in den nächsten Jahren aufbauen zu können.“ Er fordert eine länderübergreifende Netzplanung ebenso wie gemeinsame technische Standards in der Wasserstoffverwertung.

„Es geht jetzt um die Frage, wer in dieser zentralen Technik vorne mitspielt und die Wertschöpfung ins eigene Land holt.“ Westhagemann hat da die Fertigung, die Dienstleister und Importeure im Blick. Klar ist nämlich auch: „Wir werden in Deutschland nicht die Mengen an Wasserstoff, erzeugt mit erneuerbaren Energien, herstellen können, die wir brauchen. Dafür müssen wir grünen Wasserstoff importieren. Das ist eine Riesenchance für Hamburg mit seinem Hafen.“ Er sieht im Wasserstoffimport durchaus eine Ergänzung zum Containerumschlag, um dem Hafen neue Impulse zu geben. „Wir wollen das Tor für grünen Wasserstoff für ganz Deutschland werden. Wenn es uns gelingt, erzeugen wir eine neue Wirtschaft.“

Da klatschen auch Umweltschützer: Der Rat für nachhaltige Entwicklung lobte gerade die Wasserstoffstrategie: Es sei „an der Zeit, groß zu denken und zügig zu handeln“.

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