Plattform für Wasser, Gas und Wärme
29. Oktober 2021

Interview mit Arthur Janssen

«Rund um eine H2-Produktionsanlage muss ein ganzes Ökosystem entwickelt werden»

Der Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft wird als eine der zentralen Massnahmen auf dem Weg hin zu einem klimaneutralen Energiesystems angesehen. Auch in der Schweiz soll Wasserstoff einen wichtigen Beitrag zur Erreichung des Ziels der Netto-null-Treibhausgasemissionen bis 2050 leisten. Um hierfür Anschubhilfe zu geben und die CO2-neutrale Wasserstoffproduktion zu fördern, gründeten Schweizer Energieunternehmen den Verein der H2-Produzenten. Arthur Janssen ist Vereinspräsident und Leiter Strategie & Innovation bei IWB. Er berichtet im Interview über die Aktivitäten des neuen Vereins und die Zusammenarbeit mit dem SVGW.
Margarete  Bucheli 

Herr Janssen, Ende 2020 wurde der Verein der H2-Produzenten gegründet. Was waren die Gründe, einen neuen Verein ins Leben zu rufen, und welches sind die Visionen des Vereins?

Am Anfang stand ein offener und konstruktiver Austausch zwischen vier Unternehmen. Diese vier verfolgen aktuell Projekte zum Bau von Wasserstoffproduktionsanlagen: Der Energieversorger Groupe E und der Energiedienstleister ENGIE Schweiz planen ein gemeinsames Wasserstoffproduktionsprojekt am Schiffenensee (Kt. FR), die Energieversorgerin IWB und die Tankstellenbetreiberin Fritz Meyer AG wollen in Birsfelden (Kt. BL) eine Produktionsanlage bauen. Wir stellten rasch fest, dass wir uns mit denselben Themen auseinandersetzten: Machbarkeitsstudien, Auswahl von technischen Lösungen, Bewilligungsverfahren und Kommunikation mit Partnern sowie Anwohnern. In fast allen Bereichen betreten wir Neuland. Daher haben wir uns für die Zusammenarbeit entschieden. Wir sind überzeugt, dass wir gemeinsam der Wasserstoffproduktion in der Schweiz den Weg ebnen können.
Gespräche in der Branche haben ergeben, dass viele Unternehmen in der Schweiz zurzeit Wasserstoffproduktionsanlagen planen oder realisieren. Die Projekte werden jedoch meist isoliert voneinander betrachtet. Mit unserem Verein schaffen wir eine Plattform für den professionellen Austausch. Zudem erhöhen wir die Sichtbarkeit der Wasserstoffproduktion und finden gemeinsam Antworten auf die offenen Fragen.

Welche konkreten Ziele hat sich der Verein gesteckt?

Wir haben zusammengefunden, um eine klimafreundliche Zukunft mitzugestalten. Die Vereinsmitglieder treiben die Etablierung der grünen Wasserstoffproduktion in der Schweiz voran. Wir fördern dafür den Informations- und Erfahrungsaustausch – vor allem bezüglich der Planung und des Betriebs von Produktionsanlagen für grünen Wasserstoff. Der Verein setzt sich zudem für die Schaffung von günstigen Rahmenbedingungen für die Erstellung und den Betrieb solcher Anlagen ein.

«Die Vereinsmitglieder treiben die Etablierung der grünen Wasserstoffproduktion in der Schweiz voran.»

Wie sollen diese Ziele im Einzelnen erreicht werden? Welche Hilfestellungen möchte der Verein dazu liefern?

Schlussendlich geht es ums Umsetzen. In der Schweiz gibt es zurzeit zahlreiche Pionierprojekte, wenn auch in sehr unterschiedlichen Phasen der Planung oder Ausführung. Ein Grossteil der Projekte entsteht bei Energieversorgern auf lokaler Ebene. Viele unserer Branchenpartner möchten in die Wasserstoffproduktion einsteigen – die technischen und wirtschaftlichen Herausforderungen bei dieser neuen Technologie sind aber komplex. Zu nennen sind auf der wirtschaftlichen Seite z. B. die unsichere Preisentwicklung, insbesondere im Wasserstoffanwendungsfeld Mobilität, oder der wegen fehlender Auflagen schwierige Wettbewerb mit Erdgas bei Prozessgasanwendungen. Die technischen Herausforderungen sind vor allem da­rin begründet, dass die Elektrolyse zur Wasserstoffproduktion zwar grundsätzlich eine bekannte, marktreife Technologie ist, sie aber noch wenig für industrielle Grossprojekte angewendet wird. Ausserdem fehlen auch Standards, einerseits für die Produktion selber und andererseits für den Transport des Wasserstoffs von der Produktionsanlage zum Ort des Verbrauchs. Und schliesslich fehlt in der Schweiz noch eine klare Definition von grünem Wasserstoff.
Wir unterstützen konkret durch den Erfahrungsaustausch und die Vernetzung sowie durch Gespräche mit Wasserstoffexperten. Einen wichtigen Meilenstein erreichten wir im Juni 2021: Wir konnten die ausgewiesene Wasserstoffexpertin Nafissa Hannesen als Geschäftsführerin gewinnen. Sie unterstützt den Vorstand und treibt den Austausch mit Mitgliedern, Partnern und Behörden voran. Zudem stellt sie den weiteren Aufbau des Vereins sicher. Wir möchten weitere Mitglieder dazugewinnen, technische und regulatorische Aspekte in Arbeitsgruppen vertiefen und eine partnerschaftliche Zusammenarbeit mit anderen Vereinen und Institutionen in der Schweiz fördern.

Verschiedene schweizerische Forschungsinstitutionen arbeiten auf dem Gebiet des Wasserstoffs. Welche Zusammenarbeiten sind hier geplant? Welche Fragen stehen dabei aus Sicht des Vereins im Vordergrund?

Wir haben in den letzten Monaten mit verschiedenen Universitäten und Forschungsinstitutionen über die Produktion von CO2-neutralem Wasserstoff gesprochen. Unter anderem haben wir zusammen mit dem Paul Scherrer Institut ein Gesuch für ein spannendes Flagship-Projekt zum Thema Power-to-Gas ausgearbeitet und bei Innosuisse eingereicht. Weiter bringen wir uns als Verein auch bei der Klärung regulatorischer Fragen ein.
Mit dem SVGW erarbeiten wir aktuell einen Leitfaden für die Erstellung von Wasserstoffleitungen. Wasserstoffleitungen sind besonders wichtig für die Produktion, denn heute muss der produzierte Wasserstoff noch aufwendig mit Lkw-Trailern abtransportiert werden. Mittels einer Leitung wäre dies ab einer gewissen Menge viel günstiger und für die Anwohner deutlich angenehmer, weil der Durchgangsverkehr so reduziert werden kann. Standards und Regulierung gibt es jedoch bis anhin noch kaum. Die Erstellung des Leitfades soll sich am konkreten Beispiel des Hafens Birsfelden orientieren.

Daneben gibt es noch zahlreiche schweizerische Wasserstoffakteure, genannt seien beispielsweise der Förderverein H2 Mobilität Schweiz oder H2 Energy. Wie grenzt sich der neue Verein von diesen anderen Akteuren ab?

Beim Verein der H2-Produzenten geht es vor allem um die Produktion von grünem Wasserstoff. Tankstellennetze und Mobilität stehen bei uns im Gegensatz zum Verein H2 Mobilität nicht im Fokus. Uns geht es um Produktionstechnik, um die Wahl der Produktionsstandorte, um die Beschaffung von grünem Strom und damit verwandte Themen. Mit dem Unternehmen H2 Energy stehen wir gerade zum Thema der Realisierung von Wasserstoffproduktionsanlagen im Austausch.

Auch mit dem SVGW soll zusammengearbeitet und Synergien genutzt werden: Wie soll die Rollenaufteilung zwischen SVGW und dem Verein der H2-Produzenten aussehen?

Der SVGW ist für uns ein wichtiger Kompetenzpartner. Unser Verein fokussiert sich auf die Umsetzung von Produktionsprojekten. Der SVGW hat einen grossen Erfahrungsschatz in zahlreichen anderen technischen Themenfeldern der Gaswirtschaft, z. B. hinsichtlich Gasverteilung, Arbeitssicherheit und Erstellung eines Regelwerks. Um davon zu profitieren, luden wir SVGW-Vertreter zu einer technischen Vereinssitzung ein. Sie präsentierten dort verschiedene Themen wie das Sicherheitshandbuch und die Einspeisung von Wasserstoff ins Erdgasnetz. Diese Form der Zusammenarbeit wollen wir auf jeden Fall weiterführen.

«Wenn es um Fragen zu Richtlinien und Standards geht, werden wir auf die Dienstleistungen des SVGW angewiesen sein.»

Wie können die Dienstleistungen des SVGW den H2-Produzenten-Verein unterstützen?

Wir schätzen die Zusammenarbeit mit dem SVGW sehr. Gerade wenn es um Fragen zu Richtlinien und Standards geht, werden wir auf seine Dienstleistungen angewiesen sein. Vermutlich wird das Thema Wasserstoffleitungen im Sinne eines Wasserstoffnetzes in naher Zukunft stark an Bedeutung gewinnen. Auch Standards für die Wasserstoffeinspeisung ins Erdgasnetz sowie Vorgaben für Produktionsanlagen wären hilfreich. Der SVGW hat dies bereits erkannt und arbeitet proaktiv an diesen Themen. Auch bei der Kennzeichnung von grünem Wasserstoff durch Zertifikate kann er vermutlich einen wichtigen technischen Beitrag leisten. Als Grundlage hierfür bräuchte es einen Standard, in dem «grün» definiert und von den anderen «Wasserstofffarben» abgegrenzt wird.

Sind auch Zusammenarbeiten ausserhalb der Schweiz vor­gesehen?

Zunächst fokussieren wir auf die Schweiz. Das Thema Wasserstoff wird aber schwergewichtig aus Europa getrieben. An den Küsten in der Nähe von Offshore-Windparks entstehen riesige Wasserstoffproduktionen. Die Umrüstung des bestehenden Gastransportnetzes auf Wasserstoff wird vorangetrieben. Somit müssen wir genau beobachten, wie sich dies entwickelt. Eine Zusammenarbeit mit europäischen Partnern könnte zukünftig sinnvoll oder sogar zwingend sein.

Erklärtes Ziel des Vereins ist die Förderung der CO2-neutralen Wasserstoffproduktion. Zur Einordnung: Wie viel Wasserstoff wird aktuell in der Schweiz produziert respektive verbraucht. Wie gross ist der Anteil des CO2-neutralen Wasserstoffs an der Gesamtmenge des in der Schweiz produzierten Wasserstoffs?

Wasserstoff ist seit Jahrzehnten ein übliches Industriegas mit zahlreichen Anwendungen. Allerdings wird es bis heute vornehmlich aus fossilen Energieträgern reformiert, so auch in der Schweiz. Der Wasserstoffverbrauch hierzulande beträgt rund 13'000 Tonnen pro Jahr und verteilt sich auf verschiedene Industrien: Uhrenindustrie, Chemie etc. Die Raffinerie in Cressier ist der grösste Einzelverbraucher.
Wenn grauer Wasserstoff auf Grundlage von fossilen Energieträgern gewonnen wird, entsteht dabei auch CO2. Daher bringt dieser «graue» Wasserstoff dem Klima kaum etwas. CO2-neutraler, «grüner» Wasserstoff ist für die Schweiz noch relativ neu. Gemäss den derzeitigen Energieperspektiven 2050+ des BFE braucht es einen Ausbau der Produktionsleistung für erneuerbaren Wasserstoff auf grob 450 bis 600 Megawatt bis 2050.

Wo planen respektive betreiben Mitglieder des Vereins bereits Produktionsanlagen für grünen Wasserstoff und welche Techniken sollen dabei zum Einsatz kommen? Wofür wird bzw. soll der hier produzierte Wasserstoff verwendet werden?

Grüner Wasserstoff wird in der Schweiz vornehmlich mittels Elektrolyse unter Verwendung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Wasserkraft hergestellt werden. Bei den meisten Projekten in der Schweiz ist eine «Proton Exchange Membrane»-(PEM-)Elektrolyse angedacht. Dabei entstehen Sauerstoff und Wärme. Die Wärme kann zum Beispiel in Wärmenetze eingespeist werden. Da die Herstellung naturgemäss energieintensiv ist, findet die Produktion am besten direkt bei einem Kraftwerk statt, idealerweise bei Flusskraftwerken oder auch bei Kehrichtverwertungsanlagen mit Stromgenerator.
Von den verschiedenen Projekten unserer Vereinsmitglieder ist im Moment das Projekt der Wasserstoffproduktion Ostschweiz AG, einem Joint Venture der SAK (St.Gallisch-Appenzellische Kraftwerke AG) und der Osterwalder Gruppe, am weitesten fortgeschritten. Mit dem Spatenstich im September begann der Bau einer Wasserstoffproduktionsanlage am Standort Kubel neben dem gleichnamigen SAK-Wasser- und -Speicherkraftwerk. Die Inbetriebnahme des Elektrolyseurs ist für Sommer 2022 geplant. Neben den beiden eingangs genannten Wasserstoff­projekten in Birsfelden und am Schiffenensee befinden sich weitere Projekte in Planung: So will beispielsweise die ebs Energie AG (Kanton Schwyz) beim Wasserkraftwerk Wernisberg eine Produktionsanlage für grünen Wasserstoff erstellen. Für den Bau der Wasserstoffproduktionsanlage der Gruyère Energie SA wurde ein Standort in der Nähe eines bestehenden Heizwerks in Bulle ausgesucht, weil er sich in unmittelbarer Nähe des Strom- und des Fernwärmenetzes befindet. Letzteres ermöglicht es, die überschüssige Wärme aus der Elektrolyse ganzjährig zu nutzen. Ausserdem befinden sich Industriekunden und potenziellen Partner in der Nähe.
Anwendung findet Wasserstoff insbesondere im Transport. Dort, wo batteriebetriebene Lkws oder Busse aufgrund der beschränkten Reichweite beziehungsweise des Batteriegewichts nicht wirtschaftlich sind, können brennstoffzellenbasierte Alternativen sinnvoll sein. Grundsätzlich sprechen wir von notwendigen Reichweiten von 200 bis 500 Kilometern oder von Routen in bergigen Landschaften.

Welche Produktionsmengen streben die Mitglieder des Vereins bis 2050 an?

Wir haben kein hartes Produktionsziel. Als Orientierung kann jedoch das bereits erwähnte Zielszenario des Bundes in den Energieperspektiven 2050+ herangezogen werden. Dort wird von einer Wasserstoffmenge mit einem Energieinhalt von 7 Petajoule (7 * 1015 J) pro Jahr gesprochen. Dies entspricht etwa 60 Millionen Kilogramm Wasserstoff oder einer Produktionsleistung von rund 450 bis 600 Megawatt. Derzeit werden die meisten Anlagen in der Schweiz zunächst mit einer Leistung von 2 bis 5 Megawatt geplant. Somit ist klar: Bis 2050 müssen wir noch grosse Schritte machen.

Als wie gross erachten Sie insgesamt das Potenzial der grünen Wasserstoffproduktion in der Schweiz?

Das Potenzial hängt insbesondere von den Rahmenbedingungen ab. Einerseits stellt sich die Frage, inwieweit die Schweiz ihre erneuerbaren Energien ausbauen kann. Gerade für die Verwendung von «Überschussstrom» bei hoher PV-Produktion kann Wasserstoffproduktion mit Elektrolyse auch systemdienlich sein. Andererseits stellt sich die Frage, wie viel und zu welchem Preis importierter Wasserstoff zur Verfügung stehen wird.
Spannend am Produktionsort Schweiz ist, dass die meisten derzeitigen Projekte vorsehen, die entstehende Abwärme in lokalen Wärmenetzen zu nutzen. Immerhin fallen bei der Elektrolyse 20 bis 30% des genutzten Stroms als Wärme an. Die Nutzung dieser Wärme ist nicht nur ein wirtschaftlicher Vorteil. Sie kann auch die Gesamteffizient der Produktionsanlage auf weit über 80% erhöhen und bietet somit einen klaren ökologischen Mehrwert.

«Spannend am Produktionsort Schweiz ist, dass die meisten derzeitigen Projekte vorsehen, die entstehende Abwärme in lokalen Wärmenetzen zu nutzen.»

Was braucht es neben neuen Produktionsanlagen, um Wasserstoff zu einem wichtigen Player in der Schweizer Energieversorgung zu machen?

Wir müssen verschiedene Aspekte zusammenbringen. Neben den genannten Erfahrungen und Rahmenbedingungen sind vor allem die Standardisierung und die Normierung für eine breite und kostengünstige Anwendung wichtig. Ausschlaggebend wird aber schlussendlich die Nachfrage sein. Dafür braucht es Akzeptanz in der Industrie und in der Bevölkerung. Diese schaffen wir mit guten Anwendungsbeispielen – mit Anlagen, die wirtschaftlich und sicher klimafreundlichen Wasserstoff produzieren. Breit abgestützte Anreize und Förderprogramme können dies massgeblich beschleunigen.
Wichtig ist auch der Erfahrungsaustausch innerhalb des Vereins zum Umgang mit Ängsten und Fragen aus der Bevölkerung respektive zum Beraten von möglichen Industriekunden. Für alle Wasserstoffproduktionsprojekte gilt: Es wird nie einfach eine Produktionsanlage gebaut, sondern es wird darum herum ein ganzes Ökosystem entwickelt. Das heisst, bereits bei der Konzeption des Projekts und der Planung sollte geschaut werden, wer Abnehmer sein könnte, um diese für das Projekt zu begeistern und frühzeitig einzubeziehen.

Sie tragen zwei Hüte: den des Präsidenten des Vereins der H2-Produzenten und den des Leiters Strategie & Innovation bei IWB. Welche Wasserstoffprojekte plant IWB?

IWB ist vor einigen Jahren in das Thema Wasserstoff eingestiegen. Grüner Wasserstoff passt zu ihrer Ausrichtung auf erneuerbare Energien. Sie möchte Lösungen bringen, die für die Energiewende wichtig sind. IWB verfolgt ihre Wasserstoffprojekte in verschiedenen Partnerschaften. Beispielsweise planen wir mit Partnern Produktionsanlagen an den Laufwasserkraftwerken Birsfelden, Augst und weiteren Standorten in der Schweiz. Zudem arbeiten wir in einer Projektgruppe, um in den Baselbieter Rheinhäfen Birsfelden und Muttenz H2-Hubs für die Schweiz zu entwickeln. Hier sollen Produktions- und Umschlagszentren für Wasserstoff entstehen. Ähnliche Projekte laufen bereits in anderen Häfen flussabwärts des Rheins. In diesem Zusammenhang ist die Initiative RH2INE (Rhine Hydrogen Integration Network of Excellence) zu erwähnen, die einen europäischen Wasserstoffkorridor entwickeln und die Infrastruktur für die Verwendung von Wasserstoff als Treibstoff bereitstellen will. In einem ersten Schritt sollen die erforderlichen Anlagen in den Häfen von Rotterdam bis Köln aufgebaut werden. Eine Weiterführung bis Basel ist längerfristig wünschenswert, weswegen wir mit dem RH2INE-Konsortium in Austausch stehen.

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