Flüssigerdgas – ein guter Ersatz?

Es könnte eng werden

Getrieben durch den Druck aus Russland, haben mehrere deutsche Forschungsverbände eilig Studien erstellt mit dem Ziel, abzuschätzen, was geschieht, wenn Russland in den nächsten Monaten tatsächlich den Gashahn zudreht. Ein gemeinsames Gutachten von Wissenschaftlern der Fraunhofer-Gesellschaft und der Technischen Universität Berlin kommt zu dem Schluss, dass das Gasnetz den Bedarf der europäischen Staaten im nächsten Winter in diesem Fall nur zu etwa 75 Prozent decken könnte. Der Grund: Es fehlt an LNG-Terminals und auch sonst an Infrastruktur, um Erdgas in so großen Mengen durch das europäische Leitungsnetz zu transportieren.

Selbst wenn die riesigen deutschen Erdgasspeicher vollständig gefüllt wären, käme es zu Engpässen. Das liegt daran, dass das bestehende Netz an Pipelines in Europa nicht überall gleich stark ausgebaut ist. Die mächtigen Röhren mit dem größten Durchmesser liegen im Osten des Kontinents – dort, wo das russische Gas ankommt. Nach Westen hin verzweigt sich das Pipelinenetz wie ein Adersystem. Es wäre deshalb nicht möglich, den Gasstrom einfach umzukehren und größere Gasmengen von den großen schon bestehenden LNG-Terminals im Westen nach Osten zu transportieren.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Turbinen, die das Erdgas an den Verdichterstationen in die Pipelines pressen, nur in eine Richtung arbeiten – von Ost nach West. An den Stationen müssten also neue Turbinen eingebaut werden, um das Erdgas in umgekehrter Richtung nach Osten treiben zu können – „Reverse flow“ nennen Experten diese Schubumkehr.

„Die Nachrüstung mit Verdichterturbinen für den Reverse flow lässt sich in wenigen Monaten bewerkstelligen“, sagt Mario Ragwitz, Leiter der an dem Gutachten beteiligten Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG. „Der Umbau des Leitungsnetzes an den Engstellen dürfte hingegen einige Jahre dauern.“ Auf diese Weise lasse sich die infrastrukturell bedingte Gasversorgungslücke bis 2025 schließen, meint Ragwitz – wenn die Infrastruktur ausgebaut werde und der Erdgasverbrauch europaweit zugleich um 20 Prozent sinke. Allerdings: Für die nächsten beiden Winter wird es eng.

Zurück zu den Fossilen?

Eigentlich wollte sich Deutschland mit der Energiewende von den fossilen Rohstoffen verabschieden. Nun sollen in Rekordzeit neue LNG-Terminals an Nordsee und Ostsee gebaut werden, um das Land in den nächsten Jahren vor einem großen Erdgasdefizit zu bewahren. Infrage kommen Standorte in Brunsbüttel, Stade und Wilhelmshaven an der Nordseeküste sowie Lubmin in der Nähe der Ostseestadt Greifswald. Auch Kohlekraftwerke sollen wieder verstärkt Strom produzieren. Eigentlich war geplant, sie nach und nach herunterzufahren. Insofern konterkariert die aktuelle Energie-Notfallpolitik den Kampf gegen den Klimawandel.

©KfW/Axel Springer Corporate Solutions

Doch um zu verhindern, dass Industriebetriebe im Winter wegen Gasmangel ihre Produktion drosseln und die Menschen in den Häusern frieren müssen, geht es jetzt sehr schnell. Am 1. Juli dieses Jahres erhielt der Energiekonzern Uniper die Genehmigung für den Bau des ersten deutschen LNG-Terminals auf dem Meer vor Wilhelmshaven. Dabei handelt es sich um eine sogenannte Floating Storage and Regasification Unit (FSRU) – eine Art Spezialschiff, an dem LNG-Tanker anlegen können. Das Flüssigerdgas wird dort gelagert und wieder in Gas umgewandelt. Deutschland hat die FSRU bis auf Weiteres gechartert.

Derzeit werden vor Wilhelmshaven Spundwände in den Wattboden getrieben, um Becken für die LNG-Tanker zu bauen. Immerhin soll die Anlage für mehrere Jahre Wind und Wetter trotzen. Die Genehmigung für das Terminal wurde in Rekordzeit erteilt. Der übliche Weg über Umweltgutachten, mit denen man etwa überprüft, ob Lebensräume im Meer geschädigt werden, wurde abgekürzt.

Umweltverbände sehen das kritisch. Vor mehreren Jahren hatte es schon einmal Planungen für den Bau eines LNG-Terminals vor Wilhelmshaven gegeben. Damals waren die Umweltgutachten gerade in vollem Gang, als der Energiekonzern Uniper das Projekt abblies: LNG sei kein lohnendes Geschäft. Jetzt wird doch gebaut.

„Vor Wilhelmshaven liegt eines der wenigen Kies- und Muschelschill-Gebiete an der Nordseeküste mit einer ganz speziellen Tierwelt. Es wird durch den Bau erheblich gestört“, sagt Holger Freund, Vorstandsvorsitzender des Naturschutzvereins Mellumrat. In Deutschland gebe es klar definierte Verfahren für die Bau- und Umweltplanung, die würden hier umgangen. So habe man bereits mit dem Bau begonnen, ehe die Genehmigung vorlag. Freund: „Natürlich wollen auch wir nicht, dass im Winter die Lichter ausgehen. Aber es muss erlaubt sein, an die Rahmenbedingungen für den Bau in Schutzgebieten zu erinnern.“

Geht der Wasserstoff baden?

Wegen der Furcht vor einem kalten Winter scheinen die Argumente der Naturschützer derzeit ungehört zu verhallen. Doch auch Energieexperten mahnen beim Ad-hoc-Aufbau der LNG-Infrastruktur Weitsicht an. Eigentlich hatte sich die Energiewirtschaft darauf eingestellt, in den nächsten Jahren die Nutzung von Wasserstoff voranzubringen. Denn nur dann kann Deutschland seine Klimaziele erreichen. So ist nach wie vor geplant, Elektrolyse-Anlagen in großem Stil aufzubauen, die mithilfe von Sonnen- oder Windstrom aus Wasser Wasserstoff herstellen. Nun stehen, allen guten Absichten zum Trotz, wieder die fossilen Energieträger hoch im Kurs.

„Wenn wir jetzt an der Ostsee- und Nordseeküste LNG-Terminals bauen und Pipelines für den Anschluss an das Erdgasnetz verlegen, müssen wir dafür sorgen, dass die Infrastruktur auch für die künftige Wasserstoff-Wirtschaft geeignet ist“, sagt Cyril Stephanos, Leiter des Projekts Energiesysteme der Zukunft (ESYS) bei der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften in Berlin. „Natürlich müssen wir LNG-Terminals für das Anlanden von Erdgas so schnell wie möglich bauen, um die Abhängigkeit von russischen Importen zu senken“, betont der Berliner Wissenschaftler. „Aber zugleich müssen wir den Wasserstoff so schnell wie möglich voranbringen. Das ist ein Zielkonflikt. Dessen muss man sich bewusst sein.“

Beides bedarf hoher Investitionen. Da LNG-Infrastrukturen auf lange Betriebszeiten ausgelegt und oft mit langfristigen Lieferverträgen verknüpft sind, legt man sich im Zweifelsfall für viele Jahre auf Erdgas fest. Massive LNG-Terminals, die in den kommenden Jahren möglicherweise an Land errichtet werden, sollten daher so ausgeführt werden, dass sie „H2-ready“ sind – bereit für den Wasserstoff. Die kleinen Wasserstoff-Moleküle haben beispielsweise anders als Erdgas-Moleküle die Eigenschaft, in Metalle einzudringen und diese zu verspröden. Rohre, Ventile und Verdichter müssen darauf ausgelegt sein.

Grüner Wasserstoff aus dem Süden

Sicher ist, dass Deutschland nur dann seine Klimaziele erreichen kann, wenn in den nächsten Jahren fossile Energieträger vor allem bei der Produktion von Stahl und Zement sowie in der chemischen Industrie zu einem großen Teil durch Wasserstoff ersetzt werden. Und ebenso sicher ist, dass sich nur ein geringer Teil der dafür nötigen Mengen an Wasserstoff in Deutschland produzieren lässt, weil hierzulande nicht genug „grüner“ Strom aus erneuerbaren Quellen zur Verfügung stehen wird. Die Fachleute sind sich einig, dass der meiste Wasserstoff künftig in den sonnigen Regionen im Süden mit Solarstrom hergestellt wird – im arabischen Raum, in Australien und in Afrika. „Die Europäische Union wird Wasserstoff künftig zu mindestens 50 Prozent aus dem Ausland beschaffen müssen. Daran führt kein Weg vorbei“, sagt Stefan Ulreich, Professor für Energie und Klimaschutz an der Hochschule Biberach.

Was in der Diskussion um LNG, Wasserstoff und fossile Energieträger oft vergessen werde, seien die ungeheuren Dimensionen des Energieverbrauchs. In Deutschland liefert Erdgas in jedem Jahr rund 1000 Terawattstunden (Billionen Wattstunden) Energie. Doch die derzeit größte Elektrolyse-Anlage Deutschlands, die 2021 in Wesseling bei Köln in Betrieb gegangen ist, hat bloß eine Leistung von gerade einmal zehn Megawatt (Millionen Watt) – im Vergleich zum Bedarf kaum mehr als ein Tropfen auf den heißen Stein. Bis Wasserstoff das Erdgas in nennenswerten Mengen ersetzen kann, ist es also noch ein langer Weg. Und nun behindert ihn zu allem Überfluss auch noch das LNG.

Wasserstoff dürfte künftig wie das LNG zu einem großen Teil per Schiff nach Deutschland kommen. Er lässt sich als reiner Wasserstoff transportieren oder in Form von Ammoniak. Um das zu erzeugen, lässt man den Wasserstoff zunächst mit Stickstoff-Verbindungen reagieren. Anschließend kann man das Ammoniak direkt verbrennen – etwa in Schiffsmotoren – oder ihm den Wasserstoff chemisch wieder austreiben. Der Vorteil von Ammoniak besteht darin, dass es heute bereits in großen Mengen für Dünger hergestellt wird. Um die Energiewirtschaft zu versorgen, müsste die Ammoniak-Infrastruktur aber deutlich ausgebaut werden.

Wer jetzt LNG-Terminals errichtet, sollte das Ammoniak als Brennstoff der Zukunft mit bedenken. Ammoniak ist giftig, daher gelten spezielle Sicherheitsvorschriften. Die sollte ein neuer LNG-Standort erfüllen, um auf Ammoniak vorbereitet zu sein. Wasserstoff aus regenerativen Energiequellen lässt sich auch in die Brennstoffe Methan und Methanol umwandeln. Auch darauf sollten die neuen LNG-Terminals abgestimmt sein.

©bdw-Grafik/Karl Marx: Quelle BP

Bislang war Flüssigerdgas in Deutschland nur eine Randerscheinung. Es deckte gerade einmal fünf Prozent des Erdgasbedarfs. Nun soll es russisches Gas in riesigem Umfang ersetzen. Das ist nicht nur in technischer Hinsicht eine Herausforderung, sondern auch in wirtschaftlicher. Denn internationale Verträge werden normalerweise für viele Jahre geschlossen. Insofern stellt sich die Frage, woher das LNG eigentlich kommen soll. Ein Teil könnte aus den USA geliefert werden. Die versorgen den Weltmarkt seit geraumer Zeit vor allem mit Fracking-Erdgas, das wegen der Auswirkungen seiner Förderung auf die Umwelt bis heute umstritten ist. Katar und die anderen arabischen Staaten könnten neue LNG-Lieferanten werden.

Allerdings: „Da Deutschland und Europa eigentlich aus den fossilen Energien aussteigen wollen, sind beide für Erdgaslieferanten unsichere Abnehmer. In der Regel werden Verträge mit Laufzeiten von 10 oder 20 Jahren angestrebt“, sagt Stefan Ulreich. „Die arabischen Staaten werden es sich gut überlegen, ob sie jetzt Exportkapazitäten für Europa aufbauen.“

Konkurrenten um das Flüssigerdgas

Asien und dort insbesondere Südkorea und Japan, die wegen ihrer Insel- oder Randlage nicht auf dem Landweg mit Rohstoffen versorgt werden können, sind da viel verlässlichere LNG-Kunden – vor allem für Australien, einen der großen LNG-Exporteure. Weltweit gibt es rund 20 Länder, die Flüssigerdgas ausführen und meist an langfristige Lieferverträge gebunden sind. „Insofern stellt sich die Frage, bei wem und vor allem zu welchem Preis sich Deutschland in den kommenden Jahren mit LNG versorgen will“, sagt Christoph Stemmler, Experte für Wasserstoff-Wirtschaft bei der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften. „Ganz gleich, wie es ausgeht, wichtig ist, dass wir uns mit dem LNG nicht in neue wirtschaftliche Abhängigkeiten begeben. Wir müssen jetzt parallel die Wasserstoffwirtschaft vorbereiten und auch Ammoniak, Methan und Methanol im Blick behalten.“

Deutschland wird auch künftig zu großen Teilen auf Importe von Energie angewiesen sein. Doch eine Diversifizierung der Energieversorgung bewahrt die Verbraucher in Industrie und Haushalten davor, erneut von Lieferungen einzelner Staaten abhängig zu werden.

Menschen orientieren sich bei Entscheidungen an den Erfahrungen anderer. Dieses als „Social Proof“ bekannte psychologische Phänomen…