Wenn man in der Alltagssprache deutlich machen will, dass es sich um sehr wenig oder fast nichts handelt, benutzt man Wendungen wie: „Das ist nichts, nur Luft“ oder „Heiße Luft“. Bezeichnend ist deshalb das Prädikat “Luftpumpe”, das manchen Zeitgenossen verliehen wird. Nun ist, wie man weiß, Luft nicht masselos. Ein Kubikmeter wiegt bei 0 Grad Celsius immerhin 1,29 Kilogramm. Ein Kubikmeter Wasserstoff bringt aber nur 90 Gramm auf die Waage. Wasserstoff ist ein wahrer Hänfling, der mit seinen dünnen Ärmchen, wie einst die Sagenfigur Atlas, das Himmelsgewölbe vor dem Einsturz bewahren soll. Dabei taumelt er schon jetzt unter der Last seiner Vorschusslorbeeren, die ihm Leute aufgeschwatzt haben, die der Naturwissenschaft hochgradig unkundig sind.

Auch bei dem gewaltigen Druck von 700 bar gelingt es nicht, mehr als 40 Kilogramm Wasserstoff in einen Kubikmeter zu pressen. Das ist der Stolperstein für den Transport. Es bedeutet, dass man riesige Behälter, Tanks et cetera manipulieren, lagern und transportieren muss, in denen dann eine fast schon lächerlich geringe Menge des Produkts enthalten ist. Auch der flüssige Wasserstoff bietet mit 70 Kilogramm pro Kubikmeter keine Möglichkeit, viel Masse pro Raumeinheit zu transportieren. Es kommt hinzu, dass es sich sowohl bei gasförmigem als auch bei flüssigem Wasserstoff um sehr delikate Chemikalien handelt, deren Handhabung viel Aufwand und hohe Kosten verursacht.

Wird Stahl oder Wasserstoff transportiert?

Man benötigt etwa 23 Tonnen äußerst hochwertigen Stahl, um 1 Tonne Wasserstoff  bei 700 bar einschließen zu können. Aus technischen Gründen zielt die Geometrie der Behälter auf kleinere Einzelbehälter ab. Bereits in Gebrauch sind Röhren von 50 bis 70 Zentimeter Außendurchmesser, die in einer Art Wabenstruktur zusammengefasst sind. Diese Röhren könnten zu einem quaderförmigen Block mit einem Außenvolumen von 50 Kubikmeter vereinigt werden, der schlussendlich eine ganze Tonne Wasserstoff enthält und eine Stahlmasse von wenigstens 30 Tonnen Stahl erfordert. Zum Einbau dieser Quader in die Struktur eines Schiffes wären weitere Stahlmengen für Bühnen, Gerüste, Verkehrswege und vieles mehr erforderlich. Dazu kilometerlange Rohrleitungen, Ventile, Kompressoren und so weiter. Und alles nur in der höchsten Qualität.

4.000 solcher Quader würden den 200.000 Kubikmeter Laderaum eines mittleren Tankers füllen. Das wären also mindestens 150.000 Tonnen Stahl – und 4.000 Tonnen Wasserstoff. Man könnte auch nicht zu sehr in die Höhe bauen, da die Ladekapazität begrenzt ist und der Schwerpunkt zu hoch liegen würde. Die errechneten 4.000 Tonnen können somit als realistische Schätzung angesehen werden. Zum Vergleich: der gleiche Schiffskörper könnte als Öltanker 165.000 Tonnen Diesel laden. Das Massenverhältnis der beiden Ladegüter ist mit 41:1 verheerend.

Inakzeptables Missverhältnis

Auch wenn man die 3,4-fach höhere Energiedichte des Wasserstoffs als Rechenbasis nimmt, wäre das Missverhältnis mit 12:1 inakzeptabel. Was würde der Transport eines solchen Stoffes um die halbe Welt kosten? Sollte man in Eile eine Flotte solcher Tanker bauen müssen, würde das die Märkte für Eisen, Chrom, Nickel und Molybdän in totalen Aufruhr bringen. Davon abgesehen würde ein demnächst deindustrialisiertes Europa ohnehin keinen dieser Tanker bauen können. Das gesamte Fachpersonal der verbliebenen Stahlwerke wäre mit der Herstellung von Puma– und Leopard-Panzern vollauf beschäftigt.

Man würde also eine gravierende Abhängigkeit von den Lieferanten dieser Schiffe schaffen – und müsste gleichzeitig den technischen Offenbarungseid schwören. Sind nicht außerdem die Regionen, in denen die benötigten Werften liegen, als künftige Kriegsschauplätze ausgesucht worden? Auch das stimmt nicht gerade enthusiastisch. Die Gefahr, dass diese Schiffe also nicht gebaut werden können, ist real. Man denke an die Leute, die Wasserstoff aus Afrika holen wollten und es dann lieber in Brand steckten. Hier sind ihre geistigen Blutsbrüder.

Ein Witz

Last but not least muss dieser Tanker auch einen umweltfreundlichen Antrieb haben. Ich verzichte darauf, das auszuwalzen, nur soviel: Große Schiffsdiesel verbrauchen 100 Tonnen Schweröl pro Tag. Da Wasserstoff einen dreifach höheren Heizwert hat, billigen wir dem Schiff einmal 30 Tonnen Wasserstoff pro Tag zu. Er käme also mit netto 2.650 Tonnen nach 48 Tagen ex Brisbane in Deutschland an. Das ist ein Witz. Doch leider kann ich Sie, lieber Leser, noch nicht in Ruhe lassen: Beantworten Sie sich also selbst die Frage, womit der Tanker zurückfahren soll. Ich weigere mich, es auszurechnen und niederzuschreiben. Das ist keine Unhöflichkeit. Niemand kann von mir verlangen, dass ich mich selbst in den Wahnsinn treibe. Und bitte, erinnern Sie sich an die vergessenen Beamten in Frankreich in ihrer vergessenen und selbstvergessenen Behörde. Damit ist Wesentliches zum Thema gesagt. Es gibt allerdings weitere Punkte, die das Problem noch mehr auf die Spitze treiben: Die Beladung des Tankers und der Transport.

Zunächst zur Transport-Variante 1: Um Wasserstoff auf 700 bar zu komprimieren, benötigt man 15 Prozent seiner inhärenten Energie. Man muss also 4.700 Tonnen Wasserstoff bei Atmosphärendruck am Kai anliefern; 700 Tonnen davon werden zu Energie umgesetzt und treiben die Kompressoren an. Die verbleibenden 4.000 Tonnen befinden sich danach komprimiert an Bord des Schiffes. Dieses Bild der 700 Tonnen ist abstrakt zu werten; man wird nicht genau so verfahren, es soll nur der Veranschaulichung des Aufwandes und des Verlustes an Wasserstoff dienen. Tatsächlich würde man 23 Millionen Kilowattstunden Strom aus der Ökostrom-Leitung entnehmen. Man könnte natürlich nur tagsüber arbeiten, falls gerade der Wind weht. Und nachts mit halber Kraft. Und in windstillen Nächten gar nicht.

Unmögliche Lagerung größerer Mengen Wasserstoff

Billigt man einem Standardhaushalt von vier Personen eine Jahresmenge von 5.000 Kilowattstunden zu, würden die 23 Millionen Kilowattstunden für 4.600 Haushalte reichen; eine nette kleine Stadt. Die genannte Strommenge ist also sehr erheblich. Da die Beladung des Tankers flott gehen soll – nehmen wir an: in 100 Stunden – muss man die 23 Millionen Kilowattstunden durch 100 Stunden teilen. Die Anschlussleistung der Verladeanlage wäre folglich 230 Megawatt. Ob solch eine Anlage ohne eine grundlastfähige Stromversorgung betrieben werden kann, lassen wir dahingestellt.

An dieser Stelle taucht ein den PR-Fachleuten unbekanntes Problem auf, das hier nur angedeutet werden kann; die Tragweite wird aber deutlich und der Leser beginnt eventuell etwas unruhig zu werden: Er hat bereits mitbekommen, dass es unmöglich ist, größere Mengen Wasserstoff zu lagern. Wenn man nun aber hunderttausende Tonnen herstellen will, benötigt man auch 50.000 Tonnen oder mehr an Lagermöglichkeiten. Das wären also 50.000 Stück der bereits erwähnten 50-Kubikmeter-Monster, die ab 30 Tonnen aufwärts wiegen und jeweils eine Tonne in ihrem Inneren bergen. Wie bereits gezeigt, gehen große Mengen Energie verloren, wenn dieses Lager gefüllt wird. Zwar würde das Umfüllen nicht ganz so viel Energie verbrauchen, aber selbst 5 bis 10 Prozent zusätzlichen Verlusts wären noch sehr erheblich. Alternativ müssten die Wasserstoff-Panzerschränke nach Europa geschafft werden. Die Idee, flüssigen Wasserstoff zu lagern, ist also absurd.

Ein Fall für Trittin?

Bleibt noch der Versuch, ihn in Kavernen zu lagern – so wie Erdgas. Es gehört wenig Phantasie zu der Vorhersage, dass der Wasserstoff dabei auf Nimmerwiedersehen verschwände. Ohne ein ausreichend großes Pufferlager würden Schiffe vor der Küste warten müssen, weil nicht genug Wasserstoff nachkommt, um sie beladen zu können. Oder die Anlagen müssten still stehen, weil gerade kein Tanker da ist. Wenn der Tanker in Brunsbüttel ankommt, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Die erste: Man verlädt die besagten Quader auf die Schiene oder Straße; wohlgemerkt jeder 50 Kubikmeter groß, 30 bis 40 Tonnen schwer und je mit einer einzigen lausigen Tonne Wasserstoff gefüllt. Dann fährt man sie von Brunsbüttel nach Berchtesgaden. Das Leergut geht später zurück.

Würde jemand bei Lidl eine Art Artilleriegranate kaufen, die 25 Kilogramm wiegt, nur um beim Camping 800 Gramm Linsensuppe essen zu können, und um dann anschließend 24,2 Kilogramm Stahl zurückzuschleppen? Eventuell könnte Jürgen Trittin, der Herr des Dosenpfands, ja das Rücknahme-System organisieren. Die zweite Möglichkeit wäre, den Inhalt der Tanker in eine Pipeline mit 10 bar Druck zu entleeren. Die restlichen 9 bar müssten mit einem Kompressor entnommen werden. Ganz drucklos dürfen die Behälter nicht sein; auch in diesem Falle müssten irgendwo wieder Behälter mit 300 oder 700 bar gefüllt und mit 4 oder 8 Prozent Nettofüllmenge manipuliert werden müssen, um kleinere Abnehmer zu erreichen.

Das Trägermedium verbraucht sich

Weiter mit Transport-Variante 2: Es existieren verschiedene organische Stoffe, die man mit Wasserstoff hydrieren kann. Die erforderliche Apparatur ist komplex und sehr teuer. Das Reaktionsprodukt kann im Tankzug transportiert werden. Ein möglicher Trägerstoff wäre Dibenzyltoluol (DPT), so etwas ähnliches wie Dieselöl. Am Bestimmungsort ist es möglich, 5,6 Prozent der Masse als verwendbaren Wasserstoff abzuspalten. Lieber Leser, Sie können den Text selbst fortführen, denn auch diese Apparatur ist komplex und sehr teuer – und sie hat einen Wirkungsgrad unter 1. Man benötigt Personal und so weiter und so fort. Es braucht noch eine zweite Anlage, die auf 200 bis 300 Grad Celsius beheizt werden muss, während die erste gekühlt werden muss. Es gibt Pumpen, eine Infrastruktur, Personal, für das Sozialräume, eine Kantine mit einem Wasserstoffherd und weiteres vorgehalten werden müssen. Für kleinere Transporte auf dem Werksgelände gibt es Lastenfahrräder.

Das erschöpfte Transportmittel wird an seinen Ursprungsort zurückgebracht. Der Prozess wiederholt sich. Das Trägermedium verbraucht sich. Eines Tages muss es destilliert oder anderweitig gereinigt werden. Oder verbrannt? Das CO2 aus dieser Verbrennung wird nach Norwegen gebracht und dort mit Hochdruck in ein leeres Ölfeld gepresst. Die obigen Anlagen werden selbstverständlich mit Windstrom betrieben. Alle Transport-LKW tanken grünen Wasserstoff. Bei 6 Prozent Beladung kann ein Sattelschlepper 30 Tonnen Addukt, beladen mit 1,7 Tonnen Wasserstoff, befördern. Im Werbefilm heißt es dann: “Im Vergleich zu Gas haben wir die Transportleistung um 70 Prozent verbessert!” Was an der Fragwürdigkeit der Sache nicht viel ändert.

Kopfüber in den grünen Wahnsinn

Wollte man 1.000 Tonnen Wasserstoff umschlagen, wäre ein Bestand von 10.000 bis 20.000 Tonnen Trägerflüssigkeit nötig. Bei einem Preis von 3.000 Euro je Tonne für das Trägermedium wäre dies ein Betrag von 60 Millionen Euro; gebundenes, totes Kapital, das in seinem Lebenszyklus Abertausende Kilometer weit mit viel Energieaufwand transportiert und manipuliert werden muss. Hier kommt einem wieder die “Unendliche Treppe” des MC Escher (Penrose-Treppe) in den Sinn: Nicht nur, dass die Treppe sich verzweigt; ihre Stufen beginnen sich progressiv nach vorne zu neigen. Fehlt noch, dass jemand einen Eimer Schmierseife auskippt. Es kann nur noch kopfüber in den grünen Wahnsinn gehen.

Kommen wir zur Transport-Variante 3. Am Kai in Australien liegt der bereits erwähnte 200.000-Kubikmeter-Tanker, ausgestattet mit kryogenen Tanks. Diese Tanks können nicht mit einem Kühlaggregat gekühlt werden, da alle Chemikalien außer Wasserstoff und Helium bei minus 253 Grad Celsius fest sind. Es gibt kein Kühlmittel mehr. Die einzige Möglichkeit, einen solchen Tank zu kühlen, besteht darin, einen Teil seines Inhalts gezielt verdunsten zu lassen. Dieser Anteil liegt bei 1 bis 3 Prozent – täglich. Da flüssiger Wasserstoff eine Dichte von 0,07 Gramm pro Milliliter hat, könnte man bei Beachtung aller Rahmenbedingungen maximal 12.000 Tonnen flüssigen Wasserstoff laden.

Spärliche Erfahrungswerte

Der Tanker ist nach dem letzten Stand der Technik gebaut. Er kann das tägliche Boil Off zum Betrieb seiner Maschine nutzen. Die Verflüssigung von Wasserstoff ist nun deutlich aufwendiger als die von Luft. Komprimierter Wasserstoff erwärmt sich beim Entspannen. Das Linde-Verfahren versagt hier also. Man muss zunächst mit flüssiger Luft vorkühlen, um unter die Inversions-Temperatur des Joule-Thomsen-Effekts zu gelangen. Man ist deshalb gezwungen, zwei Linde-Anlagen zu bauen, wobei eine nur als Hilfsaggregat für die andere dient. Der Energiebedarf für die Verflüssigung beträgt ein Drittel der inhärenten Energie. Wenn man 12.000 Tonnen Wasserstoff verladen will, müsste man also 18.000 Tonnen Gas im Hafen abliefern. 6.000 Tonnen werden direkt verbraucht, 12.000 Tonnen sind anschließend flüssig im Schiff.

Man kann hier die Frage aufwerfen, wie lange der Ladevorgang wohl dauert; ohne Zweifel geht das nicht in Stunden. Es gibt bestenfalls spärliche Erfahrungswerte. Kein Mensch hat jemals 12.000 Tonnen Wasserstoff in einem Aufwasch verflüssigt. Und kein lebender Mensch hat bisher 12.000 Tonnen grünen Wasserstoff in einem durchgehenden Vorgang hergestellt. Da wir uns auf den Betrieb mit Ökostrom geeignet haben, braucht man in diesem Fall nur die unter Beispiel 1 genannten elektrischen Anschlusswerte zu verdoppeln – und sollte kurz darüber nachdenken, ob das australische Stromnetz das überhaupt leisten kann.

Boil Off als Schlüssel

Die Beladezeit spielt eine wesentliche Rolle. Die ersten Tonnen werden sofort verdampfen müssen, um den Tank zu kühlen. Da bei niedrigem Füllstand proportional mehr verdampft, muss der Vorgang schnell gehen. Bei eventuell 1 bis 2 Prozent an täglichem Boil Off kann man sich ohnehin keine Woche Zeit lassen. Der GAU wäre eine Dunkelflaute bei 10 Prozent Füllstand. Dann wäre der Tank anschließend wieder leer. Auch dieser Tanker fährt nun mit einem Wasserstoffmotor und deckt seinen Bedarf aus dem Boil Off, das die täglich ständig von außen in den Tank gelangende Wärmeenergie abfangen muss, indem ein Teil des Inhalts verdunstet. Dieser Wert ist als konstant anzunehmen. Der Verlust wäre – prozentual auf den Rest bezogen – am Anfang klein und würde im Lauf der Zeit anwachsen; in der Literatur werden Werte von 1 bis 3 Prozent genannt, die LNG-Tanker rechnen mit geringeren Verlusten.

Allerdings sind minus 253 Grad Celsius nochmal eine andere Kategorie als die “nur” minus 161 Grad Celsius wie beim LNG-Verfahren. Wir sparen uns hier die Mühe, die Verdampfungsenthalpie und die spezifische Wärme der beiden Gase nachzuschlagen und zu vergleichen. An Kenndaten über die Isolierung ist schwer zu gelangen. Sie sind vakuumisoliert nach dem Dewar-Prinzip und gleichen somit riesigen Thermosflaschen. Da die Passage ex Australien zwischen 45 und 50 Tagen dauert, wäre der Tanker bei 2 Prozent pro Tag In Brunsbüttel praktisch leer. Bei 1 Prozent könnte er noch die Rückfahrt schaffen. Bei 0,5 Prozent Boil Off könnte er 4.000- 5.000 Tonnen Nutzlast schaffen. Die Annahme 0,5 Prozent ist fair und bei der viel weniger kritischen LNG-Technologie ist man heute bei 0,1 Prozent Boil Off angekommen.

Aufgelöst im Möwenschwarm

Nach Angaben von BMW ist ein Flüssigwasserstoff-PKW nach neun Tagen leer (auch ohne zu fahren). Er muss zur Tankstelle geschleppt werden. Die Japaner befassen sich ausgiebig mit dem Thema Wasserstoff. Nach meinem besten Wissen ist mir nicht bekannt, ob sie jemals einen Praxisversuch – und sei es mit nur 100 Tonnen – unternommen haben. Das Problem schwebt also im Raum – aber auch der bestmögliche Ausgang wäre noch deprimierend. Eventuell kämen die Söhne Nippons bereits ins Trudeln, wenn sie die Erstbetankung ihres Tankers in Yokohama vornehmen wollten. Es sei denn, das Schiff hätte einen 10.000-Liter-Dieseltank an Bord und seine Vielstoff-Maschine könnte auch mit indo-russischem Diesel laufen.

Leider fehlt mir das Können eines MC Escher, ich muss es also mit meinen Mitteln versuchen: Auf einem Bildschirm erscheint ein großes, stolzes Schiff auf seinem Weg durch die Große südliche Bucht von Australien. Das Schiff kämpft sich gegen die steifen Westwinde nach Afrika. Auf den Spuren von Bartolomeo Diaz umfährt es das Cabo de Boa Esperanza, das Kap der Guten Hoffnung – ein Name, der sehr zu zum Anlass passt. Der aufmerksame Beobachter sieht, dass seine Konturen weicher werden. Es kreuzt die windstillen Rossbreiten im Atlantik, wo einst die Portugiesen und die Spanier die Haie mit ihren toten Pferden fütterten. Ganz ähnlich füttert unser Schiff die Atmosphäre mit Wasserstoff. Es gerät in einen atlantischen Wintersturm. Die Anzeichen der Desintegration sind nun nicht mehr zu übersehen. Es verschwindet vor dem Auge des entsetzten Betrachters in der stürmischen Biscaya, aufgelöst in einen Möwenschwarm der sich um die Abfälle einiger baskischen Fischerboote aus El Ferrol balgt. So könnte der erste und einzige Tanker mit Flüssigwasserstoff aus Australien enden.

Einäugiger unter Blinden

Nun zur Transport-Variante 4: Es wäre denkbar, die unter Variante 2 aufgeführte LOHC-Methode ex Australien durchzuführen. Man könnte so den Aufwand der Komprimierung vermeiden und das nutzlose Nachdenken über den Flüssigwasserstoff einstellen. Nach Literaturangaben nimmt Dibenzyltoluol (DBT) 6 Prozent seiner Masse an Wasserstoff auf. Dabei verringert sich seine Dichte von 1,04 Gramm auf 0,91 Gramm je Milliliter. Der bereits erwähnte Tanker hätte dann 182.000 Tonnen Perhydro-DBT an Bord. Darin enthalten wären 10.300 Tonnen Wasserstoff. Auch dieser Tanker würde davon 1.350 Tonnen verbrauchen müssen. Er hätte dann eine kleine Anlage zur Generierung seines Treibstoffs an Bord. Er wäre der 700-bar-Variante weit voraus, hätte durchaus die Chance, tatsächlich in Brunsbüttel anzukommen und würde folglich auch nicht in einen Möwenschwarm zerfleddert. Trotzdem hätte das bereits als Beispiel strapazierte, mit 165.000 Tonnen Diesel beladene Schiff noch immer die fünffache Menge an Energie an Bord.

Der Plan wäre quasi als Einäugiger immerhin der König unter den Blinden. Damit er aber nicht übermütig wird, subtrahieren wir ihm noch zusätzliche 1.350 Tonnen Wasserstoff, die er für die Rückfahrt braucht. Bliebt abschließend noch die Transport-Variante 5: Es gibt feste Stoffe, die Wasserstoff anlagern können. Dabei handelt es sich um meist ausgefallene „exotische“ Chemikalien oder Metalle. Knapp, teuer, schlecht zu handhaben. Mit deutlich unter 10 Prozent Aufnahme sind sie nicht überzeugend; für kleinere stationäre Speicher vielleicht nützlich, aber für Großtransporte unbrauchbar.

Heiße Luft als Inbegriff von wenig

Liebe Leser, wie Sie also gesehen haben, ist „Heiße Luft“ der Inbegriff von wenig. Ich hoffe, ich konnte ihnen die Einsicht nahebringen, dass es sogar noch dünnere und noch heißere Lüfte gibt. Damit ist nicht der “ehrliche” graue Wasserstoff gemeint, der sein Kainsmal nicht verbirgt, so wie es seine blauen oder türkisfarbenen Spießgesellen mit ihrer Tarnbemalung versuchen.

Aber noch heimtückischer ist übrigens ihr Vetter, der grüne Ammoniak: Früher war er klein, hässlich und übelriechend. Er durfte Frondienste in den Kältemaschinen leisten, er wurde zu Salpetersäure verbrannt oder ohne viel Federlesens gleich auf dem Acker verteilt. Dort endete er wie Mist oder Jauche. Aber immerhin erwies er der Menschheit unschätzbare Dienste. Lassen wir sein missratenes Kind, das Ammonnitrat oder seine bösartigen Enkel, das TNT und das Nitroglycerin, einmal aus dem Spiel: Er hätte in den Katakomben der Eisbahnen und in der Ackerkrume ein ruhiges Leben führen können. Aber nein, jemand hat ihn auf die große Propaganda Bühne-gezerrt. Dort soll er nun die Rolle des Klima-Retters und des Energie-Retters spielen. Es ist an der Zeit, dieser Schmieren-Komödie ein Ende zu machen.

Dieser Beitrag erschien zuerst auf Anderweltonline.