Donnerstag, 13. März 2025

Die Verquickung von Energie und Wasserbedarf - eine ganz neue und wichtige Sichtweise!

Welch eine gute Nachricht! Auch Umweltministerin Steffi Lembke hatte bereits vom zurückgegangenen Bedarf an Wasser berichtet. Besonders wichtig erscheint mir diese Info im Angesicht des stetigen Wasserschwundes in Deutschland, eine Tendenz, die -  trotz weniger Verbrauch! - weiter besteht.

Beim Vergleich der einzelnen Technologien hab ich sofort an Wasserstoff gedacht, der in der Aufzählung leider fehlt  - meines Wissens braucht es zur Erzeugung von Wasserstoff ebenfalls große Mengen an Wasser, deshalb hab ich nach Zahlen gesucht und (ganz unten) einen äußerst erhellenden Artikel dazu gefunden. Auch Wasserstoff ist aus der Sicht des Wasserbedarfes äußerst bedenklich.

Matthias Uhr bei Linkedin  12.3.25
Quellen hier

🌱 Impact Recruiter | Nachhaltigkeitsenthusiast | Betriebswirt🌱 

𝗗𝗲𝗿 𝘃𝗲𝗿𝘀𝘁𝗲𝗰𝗸𝘁𝗲 𝗨𝗺𝘄𝗲𝗹𝘁𝗯𝗼𝗻𝘂𝘀 𝗱𝗲𝘀 𝗔𝘁𝗼𝗺𝗮𝘂𝘀𝘀𝘁𝗶𝗲𝗴𝘀: 𝟮,𝟱 𝗠𝗶𝗹𝗹𝗶𝗮𝗿𝗱𝗲𝗻 𝗞𝘂𝗯𝗶𝗸𝗺𝗲𝘁𝗲𝗿 𝗪𝗮𝘀𝘀𝗲𝗿 𝗲𝗶𝗻𝗴𝗲𝘀𝗽𝗮𝗿𝘁! 💧

Ehrlich gesagt, ich war verblüfft, als ich die neuesten Zahlen des Statistischen Bundesamtes sah. Während wir in den ESG-Meetings meist über CO₂-Fußabdrücke diskutieren, hat sich im Stillen eine bemerkenswerte Entwicklung vollzogen:


Deutschland hat seit 2019 sage und schreibe 16,7% seines industriellen Wasserverbrauchs eingespart. Das sind 2,56 Milliarden Kubikmeter – genug, um eine Million Schwimmbecken zu füllen oder den Tegernsee achtmal komplett aufzufüllen!

𝗗𝗶𝗲 𝗭𝗮𝗵𝗹𝗲𝗻 𝘀𝗽𝗿𝗲𝗰𝗵𝗲𝗻 𝗳𝘂̈𝗿 𝘀𝗶𝗰𝗵:

• 16,7% weniger Wasserverbrauch in der deutschen Wirtschaft seit 2019

• 2,56 Milliarden Kubikmeter Wasser eingespart (das füllt den Tegernsee 8x!)

• Hauptgrund: Die Abschaltung von drei Kernkraftwerken Ende 2021


𝗞𝘂̈𝗵𝗹𝘄𝗮𝘀𝘀𝗲𝗿 𝗱𝗼𝗺𝗶𝗻𝗶𝗲𝗿𝘁 𝗱𝗲𝗻 𝗶𝗻𝗱𝘂𝘀𝘁𝗿𝗶𝗲𝗹𝗹𝗲𝗻 𝗪𝗮𝘀𝘀𝗲𝗿𝘃𝗲𝗿𝗯𝗿𝗮𝘂𝗰𝗵 𝗺𝗶𝘁 𝟴𝟯%. Das erklärt, warum die Energiebranche mit 6,59 Milliarden Kubikmetern der größte Wasserverbraucher bleibt – gefolgt von der chemischen Industrie mit 3,08 Milliarden Kubikmetern.


𝗜𝗻𝘁𝗲𝗿𝗲𝘀𝘀𝗮𝗻𝘁𝗲𝗿 𝗩𝗲𝗿𝗴𝗹𝗲𝗶𝗰𝗵 𝗱𝗲𝗿 𝗧𝗲𝗰𝗵𝗻𝗼𝗹𝗼𝗴𝗶𝗲𝗻:

Eine Megawattstunde Strom aus fossilen Quellen verbraucht ein Vielfaches an Wasser gegenüber erneuerbaren Energien:

• Öl: ~3190 Liter/MWh

• Kohle: ~2300 Liter/MWh

• Kernkraft: ~2100 Liter/MWh

• Photovoltaik: ~450 Liter/MWh

• Wind: ~280 Liter/MWh

Zur Veranschaulichung: Der Unterschied zwischen Öl und Wind entspricht etwa dem Wasserverbrauch von 50 Waschmaschinenladungen!


𝗗𝗲𝗿 𝗪𝗲𝗴 𝗻𝗮𝗰𝗵 𝘃𝗼𝗿𝗻𝗲

Die Wasserfrage wird in den kommenden Jahren noch dringlicher werden. Wir erleben bereits heute, dass Unternehmen mit fortschrittlichem Wassermanagement nicht nur ökologische Vorteile erzielen, sondern auch wirtschaftlich profitieren – durch Kostensenkungen, verbesserte Resilienz und gestärktes Stakeholder-Vertrauen.

Ich bin davon überzeugt: Die Unternehmen, die Klima und Wasser integriert betrachten, werden die Nachhaltigkeitsführer von morgen sein.



Und wie sieht der Wasserbedarf beim Wasserstoff aus?

mach-partner.at: Für die Herstellung von einem Kilogramm Wasserstoff mittels Elektrolyse werden mindestens 9 Liter Wasser benötigt. Neueste Untersuchungen zeigen jedoch, dass in der gesamten Produktionskette 20 Liter Wasser pro kg Wasserstoff benötigt werden. Betrachtet man den Wasserentsalzungsprozess, kann dieses Verhältnis nach zwischen 18 und 24 kg Wasser pro kg Wasserstoff liegen und sogar 25,7 bis 30,2 betragen.


hier  06.03.2021

Energieträger Wasserstoff: Wie viel Wasser wird dafür benötigt?

Wieviel grünen Wasserstoff Deutschland künftig selbst produzieren und wieviel importieren soll, ist umstritten

Um 1 kg Wasserstoff durch Wasserelektrolyse herzustellen, sind mindestens 9 kg Wasser*) erforderlich. Was würde das bei einer Substitution von Erdgas durch Wasserstoff für den Wasserbedarf bedeuten? 

Wasserstoff ist für den Klimaschutz ein optimaler Energieträger. Bei der Verbrennung von Wasserstoff fällt als Reaktionsprodukt nur Wasserdampf bzw. flüssiges Wasser an. Bei den meisten Anwendungen würde dieser nahezu keinen Beitrag zur Klimaerwärmung haben. Auch andere Emissionen werden signifikant reduziert. 

Wasserstoff kann auf verschiedenen Wegen bereitgestellt werden. Um deren Besonderheiten ohne detaillierte Angaben zu beschreiben, hat sich ein Schema mit den Farben Grau, Braun, Blau, Türkis, Grün, Rot und Gelb (siehe unten) durchgesetzt. 

Türkiser und blauer Wasserstoff sind Optionen, die insbesondere die Gaswirtschaft ins Spiel bringt, auch um ihr bisheriges Geschäftsmodell in die Zukunft zu retten. Mutmaßlich ist mit blauem und türkisenem Wasserstoff in den nächsten zehn Jahren die Dekarbonisierung der Gasversorgung schneller und günstiger als mit grünem Wasserstoff möglich. Die vorhandenen Versorgungsstrukturen könnten dann in weiten Teilen weiterbenutzt werden und erschlossene oder neue Vorkommen mit verringerter Klimarelevanz ausgebeutet werden. 

Als langfristig zukunftstauglich gilt aus heutiger Sicht jedoch nur grüner Wasserstoff, da alle anderen Farben natürlichen Limitierungen unterliegen oder in der Entwicklung erst am Anfang stehen. Der Beitrag zum Klimaschutz von türkisenem Wasserstoff muss sich an der Bereitstellung des hohen Wärmebedarfs messen. Nur wenn die Prozesswärme weitgehend klimaneutral (z. B. aus nicht anderweitig nutzbarer Abwärme) zur Verfügung steht, kommt türkiser Wasserstoff auf eine gute Ökobilanz. 

9 kg Wasser für ein 1 kg Wasserstoff, das ist der stöchiometrische Wert. Technisch ist aufgrund der meistens erforderlichen Wasseraufbereitung eine höhere, oft sogar eine deutlich höhere Menge Rohwasser erforderlich, insbesondere wenn dafür Meerwasser entsalzt wird.

Nimmt man den Mittelwert der rund 16 000 in weltweit 177 Ländern in Betrieb befindlichen Entsalzungsanlagen, entsteht 1 l Süßwasser aus 2,5 l Rohwasser (Daten aus: The state of desalination and brine production: A global outlook). Würde man aus diesen Anlagen Wasser zur Wasserstoffgewinnung per Wasserelektrolyse einsetzen, läge der technische Wasserbedarf bei fast 22,5 kg Rohwasser pro 1 kg Wasserstoff. Bei einem hohen Salzgehalt im Rohwasser steigt der Wasserbedarf auf bis zu 30 kg Rohwasser pro 1 kg Wasserstoff. 

Wasserstoff im Erdgasnetz 

Eine viel diskutierte Option zur Dekarbonisierung ist in Deutschland ist die Substitution von Erdgas durch die Beimischung von Wasserstoff (grün, blau und türkis). In Deutschland gibt es eine starke politische Tendenz zu grünem Wasserstoff. Das hat einerseits mit dem hohen und risikoarmen Nutzen für den Umwelt- und Klimaschutz aber auch mit Industriepolitik zu tun. Anlagen zur Wasserelektrolyse zu entwickeln, zu optimieren und zu produzieren würde gut zum Standort Deutschland passen. Beim Import von Wasserstoff wäre einfacher eine Diversifikation als bei Erdgas möglich. 

Wie viel grünen Wasserstoff Deutschland künftig selbst produzieren und wie viel importieren soll, ist umstritten und die optimale Konstellation auch von vielen Randbedingungen abhängig (siehe z. B.: Grüner Wasserstoff: Selber produzieren oder importieren? und Günstiger Wasserstoff nur mit Heizungs-Wärmepumpen). 

100%iger Erdgas-Ersatz: Wasserbedarf einer Großstadt 

Für den Gebäudesektor wäre eine Substitution von fossilem Erdgas durch Wasserstoff im Erdgasnetz relevant. 2020 betrug der Erdgasabsatz in Deutschland 939 TWh (Mrd. kWh). Würde man diese Energiemenge durch grünen Wasserstoff ersetzen, müssten dazu 214,6 Mio. m3 Wasser elektrolytisch aufgespalten werden. 

Das sind bei kontinuierlichem Betrieb 24 500 m3/h. Das entspricht dem stündlichen Wasserverbrauch von 4,7 Mio. Einwohnern. Zum Vergleich: Berlin zählt rund 3,7 Mio. Einwohner, in der Agglomeration Berlin leben knapp 4,7 Mio. Menschen. 

Würde man die Elektrolyse zentral aufbauen, müsste für die zu transportierende Wassermenge eine Leitung mit einem Innendurchmesser von 1,86 m verlegt werden (angenommene Strömungsgeschwindigkeit von 2,5 m/s). 

10%iger Erdgas-Ersatz

Ein 100%iger Erdgas-Ersatz auf dem Absatzniveau von 2020 ist kein absehbarer Auslegungsfall und vermutlich wäre dafür die vorhandene Erdgas-Infrastruktur auch nicht ohne massive Investitionen zu ertüchtigen. Im Zuge der Energiewende wird der Gasabsatz (energetisch) nach vielen Prognosen deutlich sinken. 

Diskutiert werden Substitutionsanteile von zunächst etwa 10 %. Dabei ist zu unterscheiden, ob sich die 10 % auf eine volumetrische oder eine energetische Substitution beziehen. Denn Wasserstoff hat eine deutlich geringere Energiedichte als Erdgas. Wasserstoff hat einen Brennwert von 3,54 kWh/m3, Methan einen Brennwert von 11,06 kWh/m3. Der Brennwert von Erdgas wird vom hohen Methananteil bestimmt, es gibt aber je nach Lagerstätte und ggf. auch durch Konditionierungsmaßnahmen kleinere Abweichungen. Unter den sonst gleichen Annahmen für die 100%ige Substitution ergibt sich: 

● 10%ige energetische Substitution: 93,9 TWh aus Wasserstoff:

     ▪ der Wasserbedarf beträgt 2450 m3/h und

     ▪ entspricht dem Wasserverbrauch von 470 000 Einwohnern

     ▪ die Wasserleitung zu einer zentralen Anlage müsste einen Innendurchmesser von 590 mm
         aufweisen 


● 10%ige volumetrische Substitution: 32,25 TWh (Wasserstoffanteil  aus 90 % Methan und 10 %
    Wasserstoff bei 939 TWh):

     ▪ der Wasserbedarf beträgt 841 m3/h und

     ▪ entspricht dem Wasserverbrauch von 161 500 Einwohnern

     ▪ die Wasserleitung zu einer zentralen Anlage müsste einen Innendurchmesser von 350 mm
         aufweisen 


Dezentrale Erzeugung hat Standortvorteile 

Die Zahlenspiele zeigen, dass die Substitution von Erdgas durch grünen Wasserstoff Technik und Infrastruktur im großen Maßstab erfordert und legen eine dezentrale Erzeugung von grünem Wasserstoff dort nahe, wo ausreichend grüner Strom und Wasser sowie Abnehmer bzw. Möglichkeiten für eine Netzeinspeisung des Wasserstoffs verfügbar sind. Im Idealfall sollte auch eine sinnvolle Verwendung der anfallenden Abwärme und des abgespaltenen Sauerstoffs möglich sein (Herstellung von Roheisen und Stahl, Kupfer-Raffination, Chemie, Abwasserreinigung, Bleichmittel). 

Die Erzeugung von grünem Wasserstoff im großen Maßstab in Regionen mit besonders günstigen Bedingungen für die Produktion von Strom mit erneuerbaren Energien (viele Sonne, viel Wind) hat zumeist andere Standortnachteile und erfordert lange Transporte. 

Wo auch immer grüner Wasserstoff erzeugt wird, man sollte bei seiner Verwendung mindestens im nächsten Jahrzehnt stets Worte von Rainer Baake, Direktor der Stiftung Klimaneutralität, im Hinterkopf haben: „Wasserstoff ist der ganz teure Champagner der Energiewende.“ ■ 


Wasserbedarf für Wasserstoff im globalen Maßstab 

Die oben genannten weltweiten 16 000 Entsalzungsanlagen produzieren 95 Mio. m3/d. Etwa die Hälfte der Entsalzungskapazität befindet sich heute im Mittleren Osten und in Nordafrika. Würde Deutschland in diesen Regionen per Wasserelektrolyse produzierten Wasserstoff für eine 100%ige energetische Substitution der heutigen Erdgasverwendung importieren, müsste dort die Entsalzungskapazität um mindestens 1,25 % steigen. 

Deutschland ist zwar Importweltmeister bei Erdgas, der Anteil beim globalen Erdgasverbrauch liegt jedoch nur bei knapp 3 %. Und im globalen Maßstab ist gar nicht so sehr die Substitution von Erdgas durch Wasserstoff relevant, sondern vielmehr Wasserstoff als Ausgangsprodukt für chemische Erzeugnisse, für Kohle ersetzende Prozessschritte (z. B. Stahlproduktion) und für Mineralölprodukte ersetzende flüssige Kraftstoffe (Flug- und Schwerlastverkehr). Bei der Wasserstoffproduktion im globalen Maßstab ist also stets auch die Verfügbarkeit von Wasser relevant, denn die bei der Meerwasser-Entsalzung anfallenden aufkonzentrierten Solen sind alles andere als unproblematisch.   


hier  von Birgit Böhm-Ritter  Burgenländisches Volkszeitung 17. Juni 2024, Zurndorf/Österreich

Zu wenig Wasser für die Wasserstoff-Anlage?

Die ÖVP Burgenland fordert Landeshauptmann Doskozil auf, das geplante Wasserstoff-Projekt in Zurndorf zu überdenken. Für so eine Anlage sei in der Region nicht genug Wasser vorhanden.

Gemeinsam mit dem Verbund, den Netzbetreibern in Niederösterreich, Wien und im Burgenland plant die Burgenland Energie – wie berichtet – den Bau einer Wasserstoffanlage. In Zurndorf sollen bis zum Endausbau im Jahr 2031 rund 40.000 Tonnen grüner Wasserstoff produziert werden. Es sei ein europäisches Vorzeigeprojekt, mit dem die Abhängigkeit von russischem Gas reduziert werde, betont die Burgenland Energie.

„Grünes Gas“ aus dem Burgenland für die Industrie

Wasserstoff gilt als Möglichkeit, um Wind- und Sonnenenergie saisonal zu speichern, er soll aber auch Industriebetriebe bis nach Schwechat und Wien mit sauberem Gas versorgen. Längerfristig über eine Pipeline, bis diese liegt ist der Transport mittels LKW geplant.

Um „grünes Gas“ zu produzieren, wird allerdings Wasser gebraucht. Eine Wasserstoffanlage ist nichts anderes als eine Elektrolyseanlage, die Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff spaltet. Dazu wird Energie benötigt: um „grünes Gas“ zu produzieren, natürlich „grüne Energie“. Diese ist im Hybridpark (Windkraft und Photovoltaik) in Zurndorf reichlich verfügbar. Was allerdings weniger reichlich vorhanden ist, ist Wasser.

Bei einem Medientermin im Windpark Zurndorf bringt es Werner Falb-Meixner, Bauernbund-Obmann des Neusiedler Bezirks, auf den Punkt: „Es macht Sinn, Windräder dort zu bauen, wo der Wind weht. Ein Wasserstoffwerk muss dorthin kommen, wo Wasser ist.“ In die gleiche Kerbe schlägt ÖVP-Klubobmann Markus Ulram, der betont, wie notwendig erneuerbare Energie sei, jedoch nicht in Form einer Wasserstoff-Fabrik in einem Trockengebiet. Er spricht von einer dreiviertel Milliarde Kubikmeter Wasser, die im Jahr aufgebracht werden müsste. „Das ist die 2,5-fache Menge an Wasser, die alle Burgenländer täglich zum Trinken und Kochen benötigen.“

ÖVP-Landtagsabgeordneter Gerald Handig sprach gar über weitreichenden Konsequenzen für die gesamte Region. „Diese Fabrik würde unsere ohnehin schon knappen Wasserreserven weiter strapazieren und das Risiko für zukünftige Dürreperioden erhöhen.“ Ulram und Handig verweisen in ihrer Argumentation auf den Bescheid der Burgenländischen Landesregierung, in dem die Bezirkshauptmannschaft Neusiedl am See in einer Stellungnahme Bedenken geäußert hat, ob überhaupt die benötigte Wassermenge aufgebracht werden könne.

Werner Falb-Meixner glaubt das nicht: „Selbst die Bauern bewässern hier, im Umkreis von zehn Kilometern des geplanten Standorts der Wasserstoffanlage, nicht, weil es hier gar keine Brunnen gibt.“ Das Grundwasser liege zu tief und sei deshalb nicht förderbar.

Ein Brunnen oder doch 215 Brunnen?

Der Kampf ums Wasser scheint jedenfalls in Zahlenspielereien zu münden: „Die von der ÖVP behaupteten Zahlen zum Wasserverbrauch entsprechen in keiner Weise den tatsächlichen Fakten des Projekts“, heißt es in einer Aussendung der Burgenland Energie. Der verantwortliche Wasserleitungsverband Nord habe bereits mehrfach bestätigt, dass das Wasserstoffprojekt keine negativen Auswirkungen auf den Wasserhaushalt und den Neusiedler See habe. Das Wasserstoff-Projekt sei so geplant, dass es keine Auswirkungen auf den Grundwasserspiegel gebe. Im Endausbau des Wasserstoffprojekts werde weniger als 1 Prozent des burgenländischen Wasserbedarfs für die Unabhängigkeit von russischem Erdgas benötigt.

„Wir brauchen hier so viel Wasser, wie es einem Feldbrunnen entspricht. In der Region gibt es rund 6.000 offizielle Feldbrunnen. Wir sind der Meinung, dass uns die Gasunabhängigkeit von Russland 1 von 6.000 Feldbrunnen wert sein sollte“, so Vorstandsvorsitzender Stephan Sharma.

Falb-Meixner kontert mit einem Rechenbeispiel: „Die gesamte bewilligte Bewässerungsmenge im Bezirk beträgt 22.000.000 Kubikmeter, bei 6.000 Brunnen sind das pro Brunnen 3.666 m³. Für die benötigten 788.400 m³ sind das schon zumindest 215 Brunnen.“

Den Kampf gegen das Projekt möchte die ÖVP jedenfalls weiterführen, denn auch wenn die Wassersituation in der Region derzeit aufgrund der vielen Niederschläge gut aussieht, könnten kommende Dürreperioden einen Verteilungskampf anheizen. Dann stehe eine Frage im Raum, befürchtet Falb-Meixner: „Wasser für die Energieerzeugung oder für die Nahrungsmittelproduktion?“ Gemeinsam mit weiteren Anrainern habe er eine Beschwerde zum Bescheid über die nicht notwendige Umweltverträglichkeitsprüfung eingebracht. Diese sei erst ab einer versiegelten Fläche von 5 Hektar notwendig. Mit 4,9 Hektar versiegelter Fläche schrammt das Projekt daran aber knapp vorbei.

Die von Seiten der ÖVP geäußerte Kritik und die vorliegende schriftlich eingebrachte Beschwerde am Verfahren der Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) seien lächerlich, meint SPÖ-Klubobmann Roland Fürst: „Es ist aber wichtig, dass die Menschen auch wissen, worum es der ÖVP wirklich geht: Das Gesetz zum UVP-Verfahren und die Tatsache, dass ein UVP-Verfahren beim Wasserstoff nicht notwendig ist, ist ein Bundesgesetz. Wenn die ÖVP Burgenland hier also ein Thema hat, dann soll sie das bitte mit ihrer Bundesregierung klären – aber nicht auf Kosten der burgenländischen Bevölkerung.“


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