von Peter Tromm | Dozent und Projektleiter, Fachhochschule Graubünden | Titelfoto von pixel2013 / Pixabay

Im Beitrag zur Wasserstofftechnologie Anfang 2020 wurde beschrieben, dass Wasserstoff als zukünftiger Energieträger alle Bereiche der heutigen Ölwirtschaft ersetzen kann. Wie lässt sich diese Technik nun wirtschaftlich umsetzen?

Die Herstellung von Wasserstoff lohnt sich schon bei kleinen Mengen

Mittels Elektrolyse und Strom können wir auf recht einfache Weise Wasserstoff selbst herstellen. Stammt dieser Strom aus erneuerbaren Energiequellen, ist er CO2-neutral. Dazu bieten sich die Photovoltaik (PV) und der vorhandene Wasserstrom an. Denn der Zu- und Ausbau von Wind- und Wasserkraftwerken kommt aus verschiedenen Gründen nur schleppend voran. Die Photovoltaik ist ausserdem dezentral, benötigt also keine grossen Übertragungswege für Strom. Als Speichertechnik für Wasserstoff lassen sich Drucktanks und Untergrund-Gasspeicher einsetzen.

Die Herstellungskosten für ein Kilogramm Wasserstoff mittels Elektrolyse liegen bei etwa CHF 5.5 bis 6.5. Der Verkaufspreis liegt dann bei rund CHF 10 bis 12 pro Kilogramm Wasserstoff. Dieser Preis richtet sich nach dem Benzinpreis, da ein Auto heute im Mittel etwa 6 Liter Benzin pro 100 km verbraucht (= etwa CHF 10). Ein aktuelles Brennstoffzellenauto verbraucht ungefähr 1 kg Wasserstoff pro 100 km, womit der Fahrer also gleiche Treibstoffkosten hat. Dadurch entsteht ein Deckungsbeitrag von CHF 3.5 bis 4.5 pro Kilogramm für Verteiler und Verkäufer.

Erfahrungen zeigen, dass der Aufbau einer Tankstelle ca. CHF 1.5 Millionen kostet. Um die Einnahmemöglichkeiten zu berechnen, gehen wir von einem Lastwagen aus, der etwa 100'000 km im Jahr zurücklegt. Pro 100 km verbraucht dieser ungefähr 6 kg Wasserstoff, also muss er 6'000 kg pro Jahr tanken. Multipliziert mit dem Deckungsbeitrag ergibt dies eine Summe von rund CHF 25'000.

Nehmen wir zur Amortisierung der  Investition von 1.5 Millionen Franken einmal 10% Verzinsung respektive CHF 150'000 an. Damit könnte die Tankstelle bereits ab sechs Lastwagen (mit dieser Laufleistung) kostendeckend betrieben werden. Unter der Annahme, dass nicht alle Lastwagen eines Transportunternehmers auf diese Fahrstrecke kommen, sondern teilweise nur die Hälfte zurücklegen, lässt sich sagen, dass zehn bis zwölf LKW für den Anfang ausreichen. Basierend auf solchen Annahmen wird das H2-Tankstellennetz Deutschlands gegenwärtig geplant.

Regionalwirtschaftliche Auswirkungen

Denken wir diesen Ansatz nun weiter, ergeben sich für die Talschaften in Graubünden neue regionalwirtschaftliche Möglichkeiten. Bei einer Umstellung der regionalen Flotten der Transport-LKW, der Gemeindefahrzeuge oder der Pistenfahrzeuge lassen sich wahrscheinlich in jeder Region ein Umsatz von etwa CHF 150'000 erzielen, also ein Wasserstoff-Verbrauch von mindestens 36'000 kg pro Jahr. Da es bereits Autos mit Brennstoffzelle zu kaufen gibt, kämen sicherlich noch einige private Fahrzeuge dazu.

Daraus ergeben sich zahlreiche Vorteile. Die Region reduziert den CO2-Ausstoss, sie wird interessanter und lebenswerter für Bewohner und kann sich touristisch als nachhaltiges Ziel positionieren. Es werden neue Arbeitsplätze geschaffen.

Auf zu «Smart Valleys»

Denken wir noch einen Schritt weiter, dürfte dies die Entstehung so genannter «Smart Valleys» befeuern. Analog zu «Smart Cities» können sich auch kleinere Regionen und Talschaften Aspekte dieser Transformation zu Nutze machen. Etwa, indem der lokal mittels Photovoltaik oder Wasserkraft produzierte Strom direkt in Wasserstoff umgewandelt, lokal gespeichert und genutzt werden kann. Es gibt bereits erste völlig autarke Häuser mit Brennstoffzellenheizungen in der Schweiz. Die PV-Anlage versorgt das Haus mit Strom, aus dem Überschuss wird Wasserstoff hergestellt, und bei Bedarf wird dieser zurück in Strom oder in Wärme umgewandelt.

Die Wasserstoffwirtschaft weist ein grosses Potential auf. Die Risiken, wenn überhaupt vorhanden, sind klein. Die Anfänge sind gemacht, darauf aufbauend sollten wir in unserem Kanton die Reduktion der CO2-Emissionen weiter vorantreiben und gleichzeitig unsere Wirtschaft stärken. Gerade im Energiebereich können alpine Regionen nach über 120 Jahren seit der ersten Welle der Elektrifizierung und des Aufkommens der Grosswasserkraft wieder eine zentrale Rolle im Übergang zu einer Wasserstoffwirtschaft einnehmen.