(Wuppertal / Deutschland) – Beim Transport sowohl von Erdgas als auch Wasserstoff gibt es klimarelevante Emissionen, etwa durch Leckagen, bei denen Gas in die Atmosphäre entweicht. Allerdings lässt sich die negative Klimawirkung des heutigen Erdgasfernleitungsnetzes bei der Umstellung auf Wasserstoff um bis zu 90 Prozent reduzieren – unabhängig von der Energieerzeugung oder -nutzung. Zu diesem Ergebnis kommt eine Analyse des Wuppertal Instituts.
Gase können auch bei den Infrastrukturen klimarelevante Emissionen verursachen. © FNB Gas e.V.
Dabei untersuchten die Autoren die Emissionen des reinen Betriebs der Infrastruktur: Transport von Gasen durch das Netz, Komponenten wie Verdichterstationen, Armaturen oder Rohrleitungen. Denn Wasserstoff habe ähnlich wie die Treibhausgase CO2 oder Methan Auswirkungen auf das Klima: „Wasserstoff selbst besitzt zwar keine infrarotabsorbierenden Eigenschaften, er beeinflusst jedoch chemische Prozesse in der Atmosphäre“, so die Wissenschaftler. So verzögere er beispielsweise den Abbau von Methan und verstärke dadurch dessen Treibhausgaseffekt, was somit indirekt zur globalen Erwärmung beitrage.
Indirekte GWP-Effekte höher als bei CO2
Während CO2 ein „Global Warming Potential“ (GWP) von 1 zugewiesen wird, liege das GWP von Wasserstoff – je nach Studienlage – zwischen 4 und 12. Zum Vergleich: Methan hat über einen Zeitraum von 100 Jahren ein GWP von etwa 30. „Die indirekten Effekte von Wasserstoff sind damit zwar geringer als die von Methan, aber höher als die von CO2 – zumindest, wenn man ausschließlich die GWP-Metrik als Vergleichsgröße heranzieht.“
Gleichzeitig warnt das Forschungsteam vor Fehlinterpretationen dieser Zahlen: Das GWP sei „eine massenbasierte Kennzahl, die die Klimawirkung pro ausgestoßenem Kilogramm Gas“ beschreibe. „Da Wasserstoff jedoch das Gas mit der höchsten gravimetrischen Energiedichte ist, enthält ein Kilogramm Wasserstoff deutlich mehr Energie als dieselbe Masse anderer Energieträger – etwa Erdgas, dessen Hauptbestandteil Methan ist.“
Vergleiche der Klimawirksamkeit ausschließlich auf Basis des GWP pro Kilogramm könnten daher irreführend sein, wenn sie nicht in Relation zur transportierten Energiemenge gesetzt würden. Ziel der Studie sei daher auch, „differenzierte Informationen bereitzustellen und vorschnellen Schlussfolgerungen zur Klimawirksamkeit von Wasserstoff und der zugehörigen Infrastruktur vorzubeugen“.
Umweltfreundliche Erzeugung und Infrastruktur
Die Herkunft des Wasserstoffs wurde nicht berücksichtigt. Allerdings könne der Umbau zu einem klimafreundlichen Wasserstoffnetz nur gelingen, wenn neben dem Netzbetrieb auch die Erzeugung und die übrige Infrastruktur berücksichtigt und gezielt dekarbonisiert werde. Dazu zählten sowohl Prozesse in der Vorkette – einschließlich Import – als auch ein zukünftiges klimaneutrales Stromnetz in Deutschland, etwa für den Betrieb von Verdichterstationen.
Die Analyse entstand im Rahmen des Forschungsprojekts „H2Klim“. Im Fokus stand, die Bedeutung der Klimawirkung von Wasserstoff im Rahmen der zukünftigen Umstellung des deutschen Erdgasfernleitungsnetzes auf H2-Transport abzuschätzen. Dafür skizzierten die Forschenden den Status quo und aktuelle Transformationspläne für das deutsche Fernleitungsnetz und arbeiteten den Stand der Forschung zur Klimawirkung auf. Darauf aufbauend schätzten sie die Netto-Klimaeffekte des Fernleitungsnetzbetriebs durch den Energieträgerwechsel von Erdgas zu Wasserstoff ab. Die Untersuchung wurde von der Deutschen Vereinigung des Gas- und Wasserfaches e.V. und der Vereinigung der Fernleitungsnetzbetreiber Gas e.V. unterstützt.
Die Studie „From natural gas to hydrogen: Climate impacts of current and future gas transmission networks in Germany“ wurde im Fachjournal Frontiers in Energy Research im Rahmen der Special Issue „Climate Implications of Hydrogen Energy Systems“ veröffentlicht und ist kostenfrei als PDF erhältlich.
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Schweißarbeiten beim Bau einer Gasleitung: Die Klimaeffekte lassen sich beim Wasserstoff gegenüber Erdgas erheblich senken. © FNB Gas e.V. / Thyssengas GmbH
