Brandenburg
WasserIm rahmen derEnergiewende
In Brandenburg, einem Bundesland geprägt von weiten Landschaften und industrieller Geschichte, zeichnet sich eine neue Ära der Energiegewinnung ab: Die Umstellung der Stromerzeugung aus Braunkohle auf erneuerbare Energiequellen.
Warum?
Zeitenwende: Heimischer Wasserstoff ist ein wichtiger Baustein für eine krisensichere Energieversorgung. Mit zunehmenden geopolitischen Spannungen wird ein souveränes nationales Energiesystem immer wichtiger.
Energiewende: Um die Klimaschutzziele zu erreichen, ist eine entschlossene Energiewende erforderlich. Mit heimischem Wasserstoff können wir Kohle, Gas und Öl ersetzen und überschüssigen erneuerbaren Strom speichern. Das ist gerade im Sommer wichtig, wenn der Wind weht und die Sonne scheint.
Wasser: Die globale Wasserkrise ist real. Im Vergleich zu fossilen Energieträgern wie zum Beispiel Braunkohle, benötigt die Produktion und Nutzung von Wasserstoff viel weniger Wasser. Das schont Ressourcen in Brandenburg und weltweit.
Strukturwandel: Dank heimischer Wasserstoffproduktion können Industriezweige wie die Stahlproduktion oder die chemische Industrie CO2-frei bzw. sehr CO2-arm werden und die entsprechenden Standorte international wettbewerbsfähig bleiben.
Ok, aber was ist eigentlich Wasserstoff?
Wasserstoff ist ein universeller Energieträger. Er soll zukünftig vor allem durch einen Prozess entstehen, der Elektrolyse genannt wird. Dabei wird Wasser in seine Grundelemente – Wasserstoff und Sauerstoff – gespalten. Die Energie für diesen Prozess liefert (erneuerbarer) Strom. Dabei entstehen keine schädlichen Treibhausgasemissionen, sondern reiner Sauerstoff. Sauerstoff und die bei größeren Anlagen entstehende Abwärme können in anderen Branchen und Industriezweigen genutzt werden. Eine Frage die sich viele Menschen jedoch oft stellen:
Wasserstoff braucht Wasser. Haben wir in Brandenburg nicht ohnehin schon zu wenig Wasser?
Wasser bildet die Grundlage für die Produktion von grünem Wasserstoff. Doch auch alle herkömmlichen Energieträger benötigen enorme Mengen Wasser während ihrer Förderung bzw. Produktion und Nutzung. Die Verbindung zwischen Wasser und Energie ist untrennbar und komplex. Das ist problematisch, denn weltweit droht Wasserknappheit Konflikte zu verschärfen und die Energiesicherheit zu untergraben – schon heute.
Wasserstress zeigt sich auch in Deutschland und in Brandenburg. Das ist oftmals den länger anhaltenden Trockenperioden und steigenden Temperaturen geschuldet, verstärkt durch den Klimawandel. Gleichzeitig hat über ein Jahrhundert die Braunkohleförderung in Brandenburg den Grundwasserkörper nachhaltig negativ beeinflusst. Mehrere Grundwasserspeicher sind bereits heute überlastet.
Gibt es in Brandenburg genug Wasser, um Wasserstoff zu produzieren?
Ja, es gibt in Brandenburg genügend Wasser, um Wasserstoff zu produzieren. Insgesamt wäre der Anteil der potenziellen Wasserstoffproduktion an der gesamten Wassergewinnung Brandenburgs sehr gering. Er läge ungefähr zwischen 1 - 6 %. Bereits heute verbrauchen größere Industriestandorte ein Vielfaches an Wasser.
Und wie viel Wasser ist dies nun im Vergleich zu anderen Anwendungen?
Tatsächlich benötigt Wasserstoff im Gegensatz zu fossilen Energieträgern wie Kohle, Gas und Öl insgesamt weniger Wasser für die Umwandlung und Bereitstellung der Energie. Das bedeutet: Weniger Wasser für dieselbe Menge Energie. Gleichzeitig ergeben sich mit modernen Kühlsystemen weitere Einsparmöglichkeiten bei der Anwendung in Kraftwerken.
Würde man zum Beispiel die gleiche Menge Strom die das Kohlekraftwerk Jänschwalde in Brandenburg produziert mit Wasserstoff bereitstellen, dann würde der jährliche Wasserbedarf um über 116 Mrd. Liter sinken. Genug Trinkwasser für die 2,6 Mio. Einwohner Brandenburgs für ein Jahr.
Wie sehen konkrete Anwendungsbeispiele vor Ort aus?
Anhand von drei Beispielen zeigt die vorliegende Studie Möglichkeiten der Wasserstofferzeugung und das Potential, Wasser sowie CO2 einzusparen auf.
Auto: Mit dem jährlichen Wasserbedarf zur Bewässerung eines Profifußballfelds (ca. 5.000 m3) kann z. B. eine 5 MW-Elektrolyseanlage betrieben werden, die 400 Tonnen Wasserstoff pro Jahr produziert. Damit könnten 3.000 Familien ein Jahr lang Auto fahren und dabei gegenüber Dieselfahrzeugen 8.100 Tonnen CO2-Emissionen vermeiden. Das entspricht der Speicherkapazität von ca. 564.000 Bäumen oder 3.700 Hektar Wald (dem 17-fachen des Berliner Tiergartens).
[Zum Factsheet für Fallbeispiel 1]Klicke auf die Fahrzeuge für mehr Information
Anagenbeispiele
5 MW
EINGABE
100 MW
PROZESS
1000 MW
AUSGABE
Kernbotschaften
Brandenburg besitzt ein überdurchschnittliches Potenzial für erneuerbare Energien (125 TW/h) und Wasserstoffproduktion und kann damit einen entscheidenden Beitrag zur Energiewende leisten
Die Energiewende bietet die Chance, Arbeitsplätze vor Ort zu schaffen und durch die Ansiedlung von Zukunftstechnologien wie der Wasserstoffproduktion die lokale Wertschöpfung zu erhöhen.
Die Transformation des „Lausitzer Kohlereviers“ und die mögliche Ansiedlung von Zukunftstechnologien an Industriestandorten eröffnet Chancen für die Region wie auch die Optimierung der bisherigen Wassernutzung, die heute vor allem durch „Sümpfungswässer“ dominiert wird.
Brandenburg verfügt über sehr gute Voraussetzungen für eine Wasserstoffproduktion, die den lokalen Wasserhaushalt nur begrenzt belastet.
Der potenzielle Wasserbedarf zur Erschließung der heimischen Wasserstoffpotenziale würde nur ca. 1 - 6 % der heutigen Wassergewinnung Brandenburgs entsprechen
Die Wassersituation ist lokal und saisonal angespannt, sodass sowohl heutige als auch zukünftige Wasserentnahmen kritisch geprüft und auf Basis hydrologischer Gutachten angepasst werden sollten.
Der Wasserbedarf einer Elektrolyseanlage unterscheidet sich je nach Technologie. Bei Anlagen mit einem offenen Kühlkreislauf würde der Bedarf bei 59 Liter pro Kilogramm Wasserstoff liegen, typische Anlagen benötigen etwa 25 Liter pro Kilogramm Wasserstoff und bei optimierten Anlagen kann der Bedarf auf bis zu 13 Liter pro Kilogramm Wasserstoff gesenkt werden.
Die heimische Wasserstoffproduktion wird den „Wasserstress“ in Brandenburg nicht zwangsläufig erhöhen – sondern kann sogar helfen, ein Umdenken beim Thema Wasserverbrauch einzuleiten und Brandenburg damit als nationalen und globalen Vorreiter für nachhaltige Wasser- und Energiewirtschaft zu positionieren.
Insbesondere in urbanen Gebieten kann die Nutzung von Abwasser für die Wasserstoffproduktion Synergien schaffen und zur Effizienzsteigerung beitragen. Im Rahmen von Pilotprojekten sollte eine Zusammenarbeit zwischen öffentlicher und privater Hand geprüft werden, um konkrete Projekte und Lösungen umzusetzen.
Die Zukunft
Um diesen visionären Weg zu beschreiten, bedarf es einer durchdachten Wasserwirtschaft und erfolgreichen Pilotprojekten.
Brandenburg kann eine Vorreiterrolle in der Energie- und Industrielandschaft Deutschlands und Europas einnehmen. Es gilt, die Energiewende im Rahmen der Wasserstoffstrategie mit einer regionalen Wasserwende sinnvoll zu verbinden. Mit dem Aufbau einer starken heimischen Wasserstoffproduktion trägt Deutschland zudem zu einem souveränen europäischen Energiesystem bei und mindert deutlich die Wasserknappheit in den Herkunftsländern fossiler Energieträger.
Über diese Studie
Die vorliegende Studie wurde durch das Land Brandenburg beauftragt und untersucht die Auswirkungen des Ausbaus der Wasserstoffproduktion auf den Wasserhaushalt in Brandenburg, insbesondere im Hinblick auf die Herausforderungen der Wasserknappheit und die Integration erneuerbarer Energiequellen.
Kontakt
Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Energie des Landes Brandenburg
Heinrich-Mann-Allee 107
14473 Potsdam
Telefon: 0049 331 8660
Telefax: 0049 331 8661533
Hier finden Sie mehr Informationen zu Wasser und Wasserstoffproduktion in Brandenburg.
Die vorliegende Studie wurde von der Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH, DHI WASY GmbH und Onewater gUG (ehemals Water Science Policy gUG) durchgeführt.
Diese Webseite wurde von Onewater gUG entworfen und entwickelt.