Wasserstoff, seine Nutzung und was die HHLA damit zu tun hat

Wasserstoff kann durch Elektrolyse aus Wasser und erneuerbarem Strom gewonnen werden. Das Element ist vielseitig einsetzbar, zum Beispiel als Grundstoff für diverse Produkte (Ammoniak, Methanol, synthetische Kraftstoffe) in der chemischen Industrie, beim Transport, im Energiesektor usw. Es kann über große Distanzen in unterschiedlichen Formen transportiert werden und dabei als Energiespeicher genutzt werden. Wasserstoff soll die Stromnetze entlasten und stabilisieren, weil er Energie stofflich speichert, transportiert und zu jeder Zeit (oder Ort) freisetzen kann – also zum Beispiel, wenn kein Strom aus erneuerbaren Energiequellen verfügbar ist.

Wasserstoff wird seit Jahrzehnten mithilfe bewährter Techniken erzeugt und bisher hauptsächlich aus Erdgas gewonnen (grauer Wasserstoff). Seit Anfang der 1970er Jahre werden Fahrzeuge mit Wasserstoff- bzw. Brennstoffzellenantrieb aktiv erprobt und sind insbesondere im öffentlichen Personennahverkehr bereits im Einsatz.

Seit einigen Jahren setzen viele Akteure im Rahmen der Energiewende darauf, dass Wasserstoff langfristig viele fossile Energieträger ersetzen könnte. Dafür wird jedoch Wasserstoff in seiner grünen Variante benötigt, der mit Ökostrom (Wind, Wasser, Sonne...) erzeugt wird. Derzeit reichen die Möglichkeiten zur Erzeugung erneuerbarer Energien in Europa und insbesondere in Deutschland jedoch nicht aus, um genügend grünen Wasserstoff zu erzeugen.

Die nationale Wasserstoffstrategie der Bundesregierung sieht deshalb den Import von Wasserstoff aus potentiellen Erzeugerregionen (z.B. Teile Nordafrikas, Mittlerer Osten, Nordeuropa) vor, die in den industriellen Zentren Europas benötigt werden. Daraus folgt ein akuter Bedarf für die weiträumige Distribution des Energieträgers.

Um fossile Energieträger wirklich zu ersetzen, müssten große Mengen (grünen) Wasserstoffs über weite Entfernungen transportiert und in Distributionszentren gelagert werden. Dafür sind Rohrleitungen eine der in Betracht kommenden Möglichkeiten, doch zuvor müsste das bestehende Gasnetz technisch ertüchtigt werden.

Auch die Verdichtung und Lagerung von Wasserstoff in Druckbehältern oder Spezialtanks ist schon heute möglich, muss für eine großflächige Nutzung aber noch weiterentwickelt werden. Das Element kann gasförmig bei 200 bis 700 bar oder in flüssiger Form bei minus 253 Grad Celsius in Kryotanks gespeichert und transportiert.

Eine weitere Möglichkeit sind Trägermaterialien wie Ammoniak, Methanol oder andere LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carrier), die derzeit noch erforscht bzw. weiter optimiert werden. Geeignet wären Materialien, die große Mengen Wasserstoff sicher und energetisch wenig aufwendig aufnehmen und ohne Verluste wieder abgeben können. Es gibt LOHC, von denen ein Liter 57 Kilogramm Wasserstoff speichert und damit gut geeignet ist, Wasserstoff in flüssiger Form zu transportieren, ohne ihn unter großem Energieaufwand abkühlen zu müssen. Gleichzeitig erlaubt das LOHC einen nahezu unbegrenzten und verlustfreien Wechsel zwischen wasserstoffreichem und wasserstoffarmem Zustand.

Die HHLA hat sich im Rahmen ihrer Nachhaltigkeitsstrategie vorgenommen, bis 2040 klimaneutral zu werden. Hier kann Wasserstoff als Energieträger einen wesentlichen Beitrag zur Dekarbonisierung der HHLA leisten. Der Fokus liegt auf dem Einsatz von Brennstoffzellen bei Umschlaggeräten und im straßengebundenen Schwerlastverkehr.

Die Strategie der HHLA setzt außerdem auf die Erschließung profitabler Wachstumsfelder entlang der Transportströme der Zukunft. Das Unternehmen ist überzeugt davon, dass Wasserstoff ein vielversprechendes Geschäftsfeld ist. Es ist mit seinem Netzwerk, das von verschiedenen Häfen bis in das europäische Hinterland reicht, hervorragend positioniert, um die neuen Chancen im Bereich Wasserstoffimport und -transport zu ergreifen.

Als einer der größten Anbieter von Umschlag- und intermodalen Logistikleistungen in Europa unterstützt die HHLA die Transformation von fossilen hin zu wasserstoffbasierten Energieträgern mit ihrem Know-how und geeigneten Anlagen. Das Unternehmen stellt sich der Herausforderung, Wasserstoff zu lagern und in geeigneter Form zu den Endabnehmern zu transportieren. Darüber hinaus nutzt die HHLA die sich ergebenden Chancen zu einer vollständigen Dekarbonisierung logistischer Ketten, beispielsweise durch einen forcierten Einsatz von Brennstoffzellen.

Wasserstoff ist ein natürliches Element, das bei normalen Umgebungstemperaturen die Form eines Gases hat. Bereits in der Mitte des letzten Jahrhunderts wurde Stadtgas, das zu mehr als 51 Prozent aus Wasserstoff bestand, in Haushalten zum Heizen und Kochen eingesetzt. Kommt es zu einer unbeabsichtigten Freisetzung, gibt es meist keine Probleme, weil keine giftigen Stoffe entstehen. Da Wasserstoff jedoch zu den entzündlichen Gasen gehört, müssen beim Umgang und der Lagerung natürlich die üblichen Sicherheitsstandards eingehalten werden. Für die HHLA gehört der Umschlag und Transport solcher Güter zum täglichen Geschäft.

Unheimlich viel vorgenommen

Wird Wasserstoff die Dekarbonisierung vorantreiben? Georg Böttner analysiert den neuen Energieträgers und ist optimistisch. Für die HHLA sieht er viele Chancen.

Wasserstoff ist ein vielseitiges Element und wird schon seit vielen Jahrzehnten in der chemischen Industrie als Grundstoff eingesetzt. Seit kurzem gilt er aber auch als Hoffnung, wenn es um die Energiewende geht. Deshalb wenden wir uns dieses Mal im HHLA Magazin dem Wasserstoff zu. Zu Gast haben wir Georg Büttner. Er kümmert sich bei der Hamburger Hafen und Logistik AG, also bei der HHLA, um die Wasserstoff-Strategie. Georg, erzähl uns doch mal, wie du zu diesem spannenden Job gekommen bist.
Bis ich zu diesem spannenden Job gekommen bin, das war ein längerer Weg. Ich bin seit 2004 im Hamburger Hafen unterwegs, in diversen Funktionen vom Rechtsanwalt über Geschäftsführer einer Energie-Handelsgesellschaft bis hin zum Geschäftsführer einer Servicegesellschaft und eines Containerterminals. Und insofern habe ich einen ganz guten Überblick, was hier im Hamburger Hafen so läuft.

Dann können wir ja gleich mit der Kernfrage anfangen: Was macht Wasserstoff eigentlich als Energieträger so attraktiv, dass jetzt alle darüber reden?
Das ist ein weites Feld und eine große Frage. Ich versuche es mal kurz einzugrenzen. Wir haben uns im letzten Jahr einiges vorgenommen in Sachen Energiewende. Wir wollen aus der Atomenergie aussteigen. Wir wollen die Kohlekraftwerke abschalten. Wir wollen fossile Energieträger insgesamt zurückfahren. Und all das muss in einer Industrienation bewerkstelligt werden. Da hilft es natürlich, große Teile zu elektrifizieren. Aber ich denke auch an die Stahlindustrie, an die Chemieindustrie und besonders an den Schwerlastverkehr, der auf einen stofflichen Energieträger angewiesen ist. Das Schöne an Wasserstoff ist, dass er unheimlich vielseitig einsetzbar ist, in vielen Industrien, und ein Grundstoff für ganz viele Produkte ist. Das macht ihn so interessant.

Du hast es eben schon angesprochen. Die HHLA muss als Hafen- und Logistikunternehmen viele schwere Lasten transportieren, hauptsächlich Container. Hat ein Antrieb wie Wasserstoff hier Vorteile gegenüber Elektrofahrzeugen?
Das hat er, und zwar aus unterschiedlichen Gründen. Zum Einen haben wir uns, das heißt Deutschland und die Europäische Union, unheimlich viel vorgenommen in Sachen Energiewende. Und das bedeutet, dass wir unheimlich viel elektrifizieren wollen: den Individualverkehr, die Heizungen in Wohnungen.... Wir wollen einfach auf grünen Strom umstellen. Aber wir wissen alle, dass unsere Stromnetze schon jetzt massiv belastet sind und wir immer wieder in Situationen laufen, wo wir nicht die volle Leistung der erneuerbaren Energien abrufen können. Hier hat Wasserstoff Vorteile, weil er ein Pufferstoff ist für diese Energieträger. Gerade für Unternehmen in der Logistik, beim Schwertransport kann er 24/7 an 365 Tagen im Jahr zur Verfügung stehen.

Vielleicht kannst du uns an dieser Stelle mal erklären, was der Unterschied zwischen einem Wasserstoffantrieb und einem Brennstoffzellenantrieb ist?
Wasserstoff kann als Energieträger in vielen Formen zum Vortrieb genutzt werden. Bei einer Brennstoffzelle wird Wasserstoff in elektrischen Strom umgewandelt, der dann einen elektrischen Motor antreibt. Man kann Wasserstoff aber auch verbrennen und in einem normalen Verbrennungsmotors nutzen.

Da wird also im Fahrzeug Wasserstoff genutzt, um elektrische Energie zu erzeugen, und die ist wiederum einsetzbar, um zum Beispiel vier kleine Elektromotoren anzutreiben. So muss weniger Energie aufgewendet werden, um z.B. einen Lkw zu bewegen.
Genau so! Es fehlen die ganzen Reibungsverluste durch Getriebe oder lange Antriebsstränge, weil der Antrieb direkt an der Achse erfolgen kann. Das heißt, wir kombinieren hier die Vorteile eines elektrischen Antriebes mit den Vorteilen eines stofflichen Energieträgers. Nämlich schnelles Tanken und relativ große Reichweite, unabhängig vom Zustand unserer Stromnetze.

Wir nutzen also die neue Technologie Brennstoffzelle, um auf unseren Terminals die Schwerlasttransporte bzw. die Containertransporte zu dekarbonisieren.
Wir arbeiten bei der HHLA in viele Richtungen. Bei den AGV, also den automatischen Containertransportern, nutzen wir elektrische Energie. Aber zum Beispiel im Bereich der Straddle bzw. Van Carrier sind die Energiebedarfe nochmal deutlich größer als bei den anderen Fahrzeugen, weil hier nicht gefahren wird, sondern auch gehoben und gesenkt. Da sieht es zurzeit danach aus, dass Wasserstoff eine sehr gute Alternative ist.

Praktisch gefragt: Gibt es da schon Hersteller, mit denen wir kooperieren?
Ja, wir sind seit gut einem Jahr unterwegs und verbinden uns mit ganz vielen Herstellern, nicht nur von Schwerlastgeräten. Wir wollen mit denen gemeinsam die Vorteile, die wir aus theoretischen Betrachtungen kennen oder zu kennen meinen, im praktischen Betrieb erproben. Wie gesagt, das ist nicht nur auf Fahrzeuge beschränkt, sondern es geht bis hin zu Airbus. Mit denen reden wir auch über eine Kooperation bei Ausbildungsfragen und versuchen etwas gemeinsam zu unternehmen, um die neue Wasserstoffwirtschaft nach vorne zu bringen.

Ja, die neue Wasserstoff Wirtschaft ist natürlich mehr als nur Containertransport. Da gibt es auch für die HHLA noch ganz andere Perspektiven.
Das sehen wir absolut genauso. Die HHLA hat eine Kernkompetenz im Bereich Umschlag und Logistik. Deshalb haben wir uns am Beginn unserer Aktivitäten intensiv die Frage gestellt: Wie können wir als HHLA mit unseren Kompetenzen einen Beitrag leisten zur Energiewende. Und wir haben viel gefunden! Wir haben Umschlagsanlagen gefunden. Wir haben ein Netzwerk gefunden, auf dem wir Lasten und Container bis ins Hinterland transportieren. Und wenn ich Hinterland sage, meine ich Zentren in Industrieregionen, wo sich ein riesiger Wasserstoffbedarf entwickeln wird - unserer Überzeugung nach. Das macht es einfach sehr sinnvoll, dass wir uns mit dem Feld beschäftigen.

Das heißt, wir könnten uns auch vorstellen, uns im Bereich Lagerung, Umschlag und Transport von Wasserstoff zu etablieren.
Genau. Wir sind in dem Bereich stark vertreten. Wir haben eines der größten europäischen intermodalen Netzwerke. Wir haben diverse Standorte. Wir betreiben über 600 Ganzzüge, die quer durch Europa fahren, jede Woche. Das macht uns so schnell keiner nach. Wir haben ein Netzwerk von Terminalstandorten in Verbraucherregionen wie Hamburg, Triest oder Tallinn. Aber wir haben auch Standorte in Erzeugerregionen wie z.B. Odessa. Und all das lässt sich zu einem guten Paket zusammenbinden.

Ja, das hört sich nach ziemlich vielen Projekten an, die bei der HHLA gleichzeitig angegangen werden. Könnte es auch sein, dass einige davon letztlich nicht umzusetzen sind?
Wenn einer von uns die Glaskugel hätte, um in die Zukunft zu gucken - und wir reden hier über das Jahr 2040 oder 2050 - dann wäre das ein gemachter Mann oder eine gemachte Frau. Natürlich wird es auf dem Weg in diese Wasserstoffwirtschaft viele Irrungen und Wirrungen geben. Das ist auch ein Grund, warum wir uns in einem breiten Netzwerk verbunden haben mit Herstellern, mit Erzeugern, aber auch mit Regierungsstellen wie z.B. dem Bundesforschungsministerium, um die Risiken, die aus einer solchen Entwicklung entstehen, auch zu abfedern zu können.

Das bedeutet, dass wir uns auch an Förderprojekten beteiligen. Und in diesem Feld gibt es im Moment eine ganze Reihe von Förderungen aus den verschiedensten Töpfen.
Ich möchte hier nur ein Beispiel anführen Wir sind Teil des TransHyDE-Projekts, wo es genau um unsere Kernkompetenzen geht, unter anderem um die Lagerung, den Umschlag und den Transport von Wasserstoff in Trägerstoffen. Und das ist etwas, wo wir einen Beitrag leisten werden.

Auch bei den Trägersubstanzen gibt es noch viel zu forschen. Welche Substanzen könnten das aus deiner Sicht sein? Ich habe häufig von Ammoniak gehört, oder was gibt es da sonst so?
Es gibt die sogenannten organischen Wasserstoffträger LOHC. Dann ist Ammoniak im Gespräch, aber auch Methanol. Keine Trägersubstanz, aber auch möglich wäre flüssiger Wasserstoff. Während andere schweißnasse Hände kriegen, wenn Sie an den Umgang mit diesen Stoffen denken, können wir sagen: Wir machen das schon. Und nicht erst seit gestern, sondern wir machen es seit Jahrzehnten.

Letztendlich wäre sogar denkbar, Waserstoff wie bisher schon verschiedene Gefahrgüter im Container zu transportieren.
Es wird Teil der Untersuchungen sein, wie wir das vorantreiben können.

Nicht nur die HHLA, auch Hamburg, Deutschland und die EU haben eine Wasserstoffstrategie. Es sieht also so aus, als wäre Europa bei dieser Technologie mal ganz vorne dabei. Oder täuscht das?
Deutschland ist in Europa einer der Vorreiter im Bereich Wasserstoff. Wir waren eines der ersten Länder, was eine Wasserstoffstrategie verabschiedet hat. Norddeutschland - und ich rede hier über die fünf Küstenländer - hat mit der norddeutschen Wasserstoffstrategie auch seinen Beitrag geleistet. Da hat Senator Westhagemann aus der Wirtschaftsbehörde einen ganz erheblichen Anteil daran, weil er Wasserstoff sehr gepusht hat. In Hamburg, aber auch in ganz Norddeutschland. Nach Deutschland sind sämtliche europäischen Länder auf den Zug mit aufgesprungen. Wir haben praktisch in jedem europäischen Land Milliarden von Fördersumme, die in Wasserstoff investiert werden sollen. Auch die Europäische Kommission hat im Rahmen ihres Green Deals Wasserstoff als einen wesentlichen Energieträger identifiziert. Allerdings muss man sagen, dass auch die Chinesen sehr früh und - wie die Chinesen das so machen - staatlich gelenkt und mit großem Engagement in dem Bereich unterwegs sind. Und auch unsere amerikanischen Freunde sind seit Jahrzehnten aus ganz anderen Gründen im Bereich Wasserstoff unterwegs. Insofern können wir nicht sagen, dass wir Vorreiter sind. Aber wir haben eine gute Startposition, und es ist wichtig für uns, dass wir diese auch nutzen.

In Hamburg gibt es - Du hast es gerade angesprochen - Herrn Senator Westhagemann, der das Thema Wasserstoff mit persönlichem Engagement voranbringt. Und es gibt hier auch sehr viele Projekte, die sich etabliert haben, Entwickelt sich an der Elbe gerade ein Wasserstoff-Cluster mit internationaler Ausstrahlung?
Ich denke schon, dass sich das entwickelt. Wobei man die Beurteilung immer erst hinterher machen sollte. Aber eins ist richtig: Hier entwickelt sich unheimlich viel. Wir haben im Rahmen eines europäischen Vorhabens, der sogenannten IPCEI Projekte, einen Wasserstoff-Verbund gegründet, der sich mit der Erzeugung, der Anwendung von Wasserstoff in der Luftfahrt und in der Logistik bis hin zum Transport von Wasserstoff beschäftigt. Und auch hier zeigt sich wieder, dass man in Hamburg auf engem Raum einfach fast alles untersuchen und machen kann. Das ist einer der großen Vorteile dieser Region. Und das wird meiner Meinung nach auch dazu führen, dass sich hier ein Cluster herausbildet.

Das könnte ja wirklich eine ganz herausragende Zukunftsperspektive sein, hier auch für die Region um den Hafen herum. Glaubst du, dass die HHLA dabei eine wesentliche Rolle spielen wird?
Ich denke, wir haben alle Voraussetzungen dafür. Über unser Netzwerk und unsere Umschlagterminals habe ich schon gesprochen. Was ich aber noch nicht erwähnt habe - und das ist unser größter Schatz - sind unheimlich viele gut qualifizierte Mitarbeiter. Diese Mitarbeiter können in Zukunft im Bereich Wasserstoff eingesetzt werden, im ganzen Bereich Wartung und Technik, der auch gerade in einem Umbruch ist. Wir können Mitarbeiter gut qualifizieren, von fossilen Energieträgern hin zu Brennstoffzellen-Technik, und den Strukturwandel im Hafen durch den Einsatz dieser neuen Technik befördern. Damit werden wir Hamburg insgesamt als Wirtschafts- aber auch als Hafenstandort stärken.