Die Forscher untersuchten dafür mehr als 700 lokale Wassereinzugsgebiete in Europa und kombinierten diese Analyse mit verschiedenen Szenarien für den zukünftigen europäischen Wasserstoffbedarf. Als Zieljahr wurde 2050 festgelegt – ein Jahr, bis zu dem zahlreiche Länder im Sinne der CO2-Reduzierung Wasserstofftechnologien eingesetzt haben sollen.
Wasserstoffindustrie in Konflikt mit Landwirtschaft
Joel Löfving, Doktorand an der Chalmers University of Technology, erklärt: „Wir können zeigen, dass die lokalen Auswirkungen erheblich sein können. Das liegt daran, dass es besser ist, Wasserstoff in unmittelbarer Nähe zur Industrie und mit Zugang zu erneuerbarem Strom zu produzieren, was in der Regel Gebiete betrifft, in denen die Wasserressourcen bereits stark beansprucht sind.“
So werde in Süd- und Mitteleuropa der Zugang zu Wasser bis zum Jahr 2050 voraussichtlich eingeschränkt sein. Die Wasserstoffindustrien in Spanien, Deutschland, Frankreich und den Niederlanden könnten daher beispielsweise mit der Landwirtschaft in Konflikt geraten.
Auch in Schweden identifizierten die Forscher mögliche Risikoregionen, darunter die Gebiete Sörmland und Roslagen.
Das Basisrisiko (dargestellt durch die Hintergrundfarben) wurde mit Aqueduct 4.0 modelliert. Striche zeigen an, wo der jährliche Wasserverbrauch aufgrund der Wasserstoffproduktion die verfügbaren Ressourcen übersteigt. Punkte zeigen an, dass die Entnahme um mehr als 50 % gestiegen ist. Die Daten der Hintergrundkarte stammen von Eurostat. © Chalmers University of Technology / Joel Löfving
Meerwasserentsalzung als mögliche Lösung
Als mögliche Lösungsansätze nennt Löfving unter anderem die erneute Verwendung von Wasser aus Kläranlagen. Auch die Meerwasserentsalzung könne Abhilfe schaffen. Bei diesem Verfahren wird aus dem Meerwasser Brauchwasser gewonnen, in dem der Salzgehalt reduziert wird.
Darüber hinaus könnten Synergien, wie das Zusammenspiel zwischen der Wasserstoffproduktion und der Nutzung des verbleibenden Sauerstoffs in Abwasserbehandlungsprozessen, eine Möglichkeit sein.
Strompreisänderungen in Nordeuropa am geringsten
Neben dem Wasserverbrauch untersuchten die Forscher, wie sich eine groß angelegte Wasserstoffwirtschaft auf die Strompreise in Europa auswirken könnte. Indem sie das Wasserstoffmodell in das „Multinode“-Modell einspeisten, konnten sie die Veränderungen der Strompreise zwischen verschiedenen Regionen abschätzen. Das Modell der Chalmers University of Technology wurde zur Optimierung der Kosten des europäischen Energiesystems in verschiedenen Szenarien entwickelt.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Auswirkungen auf die Preise in Regionen mit gutem Zugang zu erneuerbaren Energiequellen, wie beispielsweise in Nordeuropa, am geringsten seien. In Südeuropa, wo einige Regionen beispielsweise zu einem höheren Anteil auf Strom aus Gas oder Kernkraft angewiesen sind, wurden größere Preisanstiege beobachtet.
Zusammenarbeit von Gemeinden, Behörden und Industrie
„Die Schlussfolgerung lautet nicht, dass die Wasserstoffproduktion vermieden werden sollte, sondern dass wir verschiedene Perspektiven verstehen und auf vielen verschiedenen Ebenen – zwischen Behörden, Industrie und lokalen Gemeinden – zusammenarbeiten müssen, um die lokalen Auswirkungen der Energiewende zu planen“, so Löfving. „Indem wir Risiken berücksichtigen, können wir sie bewältigen und so mehr Sicherheit für Investitionen in grüne Technologien schaffen.“
Der mit dem Wasserstoffausbau einhergehende Ausbau von Wind- und Solarkraftwerken würde laut der Studie zudem nur wenige Prozent der derzeit landwirtschaftlich genutzten Fläche beanspruchen. Darüber hinaus sei diese Fläche kleiner als die, die erforderlich wäre, um die gleiche Energiemenge durch Biokraftstoffe zu erzeugen.
