Energie für Europa soll künftig aus den Wüsten Nordafrikas kommen
Deutschland plant den Import von solarem Wasserstoff aus Tunesien und Marokko. So will Berlin die Energiewende voranbringen. Doch das ist nicht nur geografisch ein weiter Weg.
Berlin-Die Wüste von Tozeur war schon für die Jedi-Ritter ein Kraftzentrum. Zumindest fanden in dieser Region im Süden Tunesiens seit 1977 Dreharbeiten zu „Star Wars“-Filmen statt. Seit kurzem ist die karge Landschaft auch ein Ort der Solarkraft. Ende des letzten Jahres ging hier das erste Photovoltaik-Kraftwerk des nordafrikanischen Landes in Betrieb, finanziert von der deutschen Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) mit 11,5 Millionen Euro. Die 20-Megawatt-Anlage kann etwa doppelt so viel Strom erzeugen wie ein Solarkraftwerk gleicher Größenordnung in Deutschland.
„Wir finden hier eine Solareinstrahlung von 2000 Kilowattstunden pro Quadratmeter im Jahr vor“, sagt Nejib Sajari, Manager des staatlichen Stromversorgers Société tunisienne de l’électricité et du gaz (STEG). In Deutschland sind es bei gleicher Fläche nur 1000 Kilowattstunden. Damit gehört der Süden Tunesiens zu den einstrahlungsreichsten Regionen der Erde. Das macht die Photovoltaik angesichts gesunkener Preise sehr attraktiv. Der grüne Sonnenstrom lasse sich hier für rund 2,5 Cent je Kilowattstunde erzeugen, sagt Sajari. So billig können das weder Windkraft noch Kohle, Gas oder Kernkraft. Und auch keine Solarenergie in Deutschland, wo die Erzeugungskosten vier bis fünf Cent betragen. Tunesien und Italien planen gemeinsam den Bau einer Stromleitung durch das Mittelmeer, die 2025 ihren Betrieb aufnehmen soll. Wenn es wirklich so kommt, dann könnte Tunesien künftig Solarstrom direkt nach Europa liefern. „Im Winter, wenn bei uns der Strombedarf sinkt, könnten wir Überschüsse exportieren“, schlägt Sajari vor.
Wüstenstrom zu Wasserstoff
Doch es geht nicht nur um tunesischen Solarstrom. Deutschland interessiert sich noch mehr für solaren Wasserstoff. Der gasförmige Energieträger gilt als Stein der Weisen für die Energiewende. Er soll massenhaft aus grünem Strom erzeugt werden und künftig in Industrie, Verkehr und in Wärmeversorgung fossile Energien verdrängen, um alle diese Sektoren klimafreundlicher zu machen.
Doch für solche Visionen braucht es viel Volumen. So viel Wasserstoff, wie Deutschland benötigte, kann es selbst nicht herstellen. Aus diesem Grund beinhalten die deutschen Pläne zum Aufbau einer grünen Wasserstoffwirtschaft ganz wesentlich Importe aus Nordafrika, wo Sonne im Überfluss scheint. Mit Marokko gibt es bereits eine Absichtserklärung. Tunesien könnte folgen. Das kleinste Land der Region ist das einzige, in dem sich seit dem arabischen Frühling demokratische Strukturen etablieren konnten. Außerdem liegt keines der Länder näher an Zentraleuropa als Tunesien. Der Flug von Frankfurt am Main nach Tunis dauert nur zwei Stunden. „Das Land ist für den Export von Solarstrom und Wasserstoff nach Deutschland und Europa sehr gut geeignet“, sagt Andreas Reinicke, der Deutsche Botschafter in Tunis. Zusammen mit regionalen Partnern arbeiten die KfW und die deutschen Entwicklungsgesellschaft GIZ an einer Machbarkeitsstudie für die solare Wasserstoffproduktion vor Ort.
Sensibler Punkt dabei: Wo kommt das Wasser dafür her? Wasserstoff entsteht bei der Spaltung von Wasser in seine beiden Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff. Das geschieht mittels elektrischen Stroms in einem Elektrolyseur. Der braucht aber rund sechs Liter Wasser, um dafür einen Kubikmeter Wasserstoff zu produzieren. „Heimische Ressourcen sind für ein arides Land wie Tunesien keine Option“, sagt Reinicke. Tunesien zählt zu den ärmsten Ländern der Welt, was die Verfügbarkeit von Trinkwasser betrifft. Dagegen wäre das Mittelmeerland für die Meerwasserentsalzung prädestiniert. Die KfW finanziert passenderweise eine solche Anlage auf der tunesischen Insel Djerba. Diese produziert derzeit etwa 50.000 Liter Trinkwasser pro Tag, und zwar mittels Umkehrosmose. Dabei drückt eine Hochdruckpumpe das Meerwasser durch Tausende von Membranen mit einer Durchlässigkeit im Nanometerbereich. Nur noch Wassermoleküle und wenige Ionen passen durch die Poren. Sie fangen das Salz auf und reduzieren dessen Gehalt im Wasser von rund 40 Gramm je Liter auf unter 0,4 Gramm.
Meerwasserentsalzung statt Trinkwasser
Nach Auskunft des Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) wäre die Meerwasserentsalzung als Basis der grünen Wasserstoffproduktion im Prinzip auch wirtschaftlich. Voraussetzung wäre, dass ein Elektrolyseur mindestens 70 Prozent des Jahres, also gut 6000 Stunden im Betrieb sein könnte. Das wiederum könne dort gelingen, wo neben hoher Sonneneinstrahlung auch Windenergie zur Verfügung steht, die nachts einspringen könnte. „Solche Optionen finden Sie in verschiedenen Regionen der Welt, etwa in Australien, aber auch in Afrika“, sagt Christopher Hebling, der am ISE für die Wasserstoffforschung verantwortlich ist.
Ob das auch im Prinzip für Tunesien gilt, wird die Machbarkeitsstudie zeigen. Eine Exportvoraussetzung hat das Land aber bereits: eine Gaspipeline nach Europa. Die Transmed, die Erdgas von Algerien nach Europa bringt, verläuft über 350 Kilometer auf tunesischem Gebiet, bevor sie ins Mittelmeer in Richtung Italien weiterführt. Diese könnte künftig problemlos zehn Prozent Wasserstoff aufnehmen, schätzt die KfW. Beide Gase lassen sich mischen. Zwar weist Wasserstoff einen niedrigeren Heizwert auf, hat also bei gleichem Volumen weniger Energie als Erdgas. Dort, wo Kraftwerke, Tankstellen oder Heizungsanlagen das Gas aus der Pipeline entnehmen, ist das aber kein Problem, solange der Wasserstoffanteil im Gasgemisch begrenzt bleibt. 30 Prozent gelten laut der deutschen Gasindustrie als möglich.
Mit Pipeline oder Schiff
Die Frage des Transportweges ist bei Wasserstoff deshalb so entscheidend, weil es als flüchtigstes Gas so viel Volumen wie kein anderes Element benötigt. Auf der Straße etwa macht der Transport mit Lastzügen nur über eine relativ kurze Strecke Sinn. Um den Energieträger in großen Mengen zu transportieren, braucht es deshalb Methoden wie die kalte Verflüssigung. Das funktioniert ähnlich wie bei Erdgas, das bei minus 190 Grad Celsius flüssig wird und als LNG (Liquified Natural Gas) mit Spezialtankern weltweit verschifft wird. Der Siedepunkt von Wasserstoff liegt bei minus 250 Grad Celsius. „Die Technologie der kalten Verflüssigung ist beim LNG bekannt. Verfahren für Wasserstoff müssen nur modifiziert werden“, sagt Hebling. Und es bräuchte entsprechende Häfen, die den Wasserstoff verflüssigen und wieder in den gasförmigen Zustand zurückversetzen.
Australien und Japan haben als erste weltweit solche Anlagen gebaut. Zwischen den beiden Ländern verkehrt auch das bisher einzige Spezialschiff mit Tanks für verflüssigten Wasserstoff. Japan will damit seinem Ziel näherkommen, sich zu den Olympischen Spiele 2021 als Wasserstoff-Gesellschaft zu präsentieren. Während die Verflüssigung also allmählich Realität wird, könnte eine andere Technologie schon vorbei sein. Dabei geht es um die chemische Bindung von Wasserstoff an ein Thermoöl, im Fachjargon LOHC genannt – Liquid Organic Hydrogen Carrier. Die Idee dahinter: Durch eine katalytische Reaktion dockt Wasserstoff an einen Träger an, wodurch es deutlich weniger Platz benötigt. Das hätte den Charme, sehr viel Gas transportieren zu können, ohne Spezialschiffe. Doch der Prozess ist zu aufwändig und wenig effizient. Und eines ist für ein finanzschwaches Land wie Tunesien wichtig: Der Investitionsaufwand muss sich lohnen, um die Kraft der Sonne und des Wasserstoffs künftig auch für Europa zu nutzen.