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Wo der Wind regiert

Das Wasserstoffzeitalter beginnt in Utsira. Auf der norwegischen Insel wird das erste Stromnetz erprobt, das nur mit Wind und Wasserstoff auskommt

Geir-Helge Rasmussen steht der Schweiß auf der Stirn. So viele Gäste hat der Bürgermeister von Utsira, Norwegens kleinster Gemeinde, noch nie empfangen. Ein ganzes Schnellboot voll mit Vertretern von Unternehmen, Regierung und Presse ist in den kleinen Inselhafen eingelaufen. Normalerweise teilen das stürmische Eiland, das eineinhalb Fährstunden vor der Fjordküste in der Nordsee liegt, nur 220 Bewohner mit Tausenden Seevögeln. Nun stehen zum ersten Mal in Utsiras Geschichte zwei ausgewachsene Reisebusse am Kai. Die Blaskapelle spielt auf, sogar die Sonne brennt. Geir-Helge Rasmussen hat sich in seinen schwarzen Anzug gezwängt und die schwere Amtskette angelegt. »Das ist ein großer Tag für uns, wir sind sehr glücklich«, sagt der Bürgermeister in die Mikrofone, die ihm norwegische und britische Fernsehreporter entgegenstrecken. Sogar ein Team von al Arabija ist angereist. »Wenn sich Norwegen auf die Zeit nach dem Öl vorbereitet, dann interessiert uns das sehr«, sagt der Korrespondent aus Dubai.

Umweltfreundlicher geht es nicht

Schließlich ist Norwegen nach Saudi-Arabien und Russland die Nummer drei im weltweiten Ölexportgeschäft. Und ausgerechnet hier wird zum ersten Mal ein Stromnetz eingeweiht, das ohne einen einzigen Tropfen fossilen Brennstoff auskommt – eine Generalprobe für den Beginn des Wasserstoffzeitalters. Drei Kilometer vom Hafen entfernt, auf der gegenüber liegenden Seite der Insel, hat das ostfriesische Unternehmen Enercon zwei Windräder aufgestellt. Eines davon versorgt ein eigenständiges Stromnetz, an das 10 der 70 Inselhaushalte angeschlossen sind. Bläst der Wind kräftig, liefert das Windrad deutlich mehr Strom, als die Haushalte benötigen. Dann dient die überschüssige Energie dazu, in einem Elektrolyseur Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten. Der Sauerstoff wird abgeblasen, der Wasserstoff landet in einem Drucktank.

Steht das Windrad bei einer der (eher seltenen) Flauten oder nach der Sicherheitsabschaltung bei einem Orkan still, wird der gespeicherte Wasserstoff zur Energieversorgung genutzt. Über eine Brennstoffzelle (und sicherheitshalber noch einen Generator) lässt sich die benötigte Elektrizität erzeugen. So entsteht ein stabiles Stromnetz, obwohl der Ertrag der regenerativen Energie stark schwankt. Ein Teil des gespeicherten Wasserstoffs könnte überdies noch als Treibstoff für Boote und Autos dienen. Umweltfreundlicher geht es nicht: Bei der Verbrennung des gespeicherten Wasserstoffs wird nur Wasser frei – Schadstoffe entstehen nicht. Eine solche Kreislaufwirtschaft erträumen sich ökologisch orientierte Vordenker in aller Welt für die Zeit nach dem Öl.

Utsiras Bevölkerung hat sich davon anstecken lassen. Als das Projekt auf einer Bürgerversammlung vorgestellt wurde, gab es lauten Applaus. Bürgermeister Rasmussen kam mit einer riesigen Torte zum Richtfest. »Die Windräder sind wunderschön«, schwärmt er auch bei der Einweihungszeremonie. Norwegens Energieministerin hält eine Dankesrede und setzt die Rotorblätter mit einem Druck auf den roten Knopf in Bewegung. Enercon-Chef Aloys Wobben steht gerührt daneben. So viel Begeisterung tut ihm sichtlich gut, nachdem seiner Branche in Deutschland der Wind inzwischen kräftig ins Gesicht bläst (ZEIT Nr. 20/04). Neben Protesten gegen die »Verspargelung« der Landschaft durch rotierende Flügel bemängeln die Windkraftgegner, dass diese Form der Energie uneffektiv sei. Trotz vieler installierter Windräder müsse mit konventionellen Kraftwerken für Flautezeiten vorgesorgt werden. »All die Kritiker sollen herkommen und selber sehen, dass man Windenergie auch speichern kann«, sagt Wobben.

Die meisten Teile der Anlage, die in leuchtend weiß gestrichenen Containern unter dem Windrad stehen, sind keine technischen Neuheiten. Die Herstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse wird seit über 100 Jahren praktiziert. Auch die Brennstoffzelle, die das Gas chemoelektrisch in Wasser zurückverwandelt und dabei Strom und Wärme liefert, wurde schon 1839 erfunden. Neu ist in Utsira vor allem das, was am wenigsten zu sehen ist: die elektronische Regelungstechnik. Sie muss dafür sorgen, dass aus den schwankenden Erträgen von Windrad und Brennstoffzelle haargenau 230 Volt Spannung mit einer Frequenz von 50 Hertz entsteht – und das in einem höchst labilen Netz. Denn in Utsira treten schon dann extreme Verbrauchsspitzen auf, wenn zwei Haushalte gleichzeitig ihre Elektroheizungen einschalten.

»Es hat schon viele Versuche gegeben, ein Inselnetz auf Windenergie aufzubauen, bisher war das aber nie erfolgreich«, sagt der Enercon-Ingenieur Rolf Rohden, der die Anlage auf Utsira installiert hat. Seine Patentlösung des Problems surrt in einem der weißen Container: Dort dreht sich ein 2,5 Tonnen schweres Schwungrad und speichert bis zu fünf Kilowattstunden Energie. Bei einer Netzschwankung kann es sofort Strom liefern oder aufnehmen. Eigentlich soll das vollautomatisch funktionieren, sicherheitshalber ist die gesamte Elektronik aber über eine ISDN-Leitung mit der Enercon-Zentrale im ostfriesischen Aurich verbunden.

Kleinere Reparaturen soll künftig ein norwegischer Techniker ausführen, bei größeren Problemen werden Mitarbeiter aus Schweden oder Deutschland eingeflogen. Auf Probleme stellt sich Rohden schon jetzt ein. »Alles, was man hier anfasst, ist salzig«, sagt der Ingenieur, »die Insel ist sehr schön, aber klimatisch sind das Off-Shore-Bedingungen.« Der Westwind dringt durch alle Ritzen. Der provisorische Hafen, der zum Aufbau der Windräder angelegt wurde, ist bereits der rauen Witterung zum Opfer gefallen – das letzte Unwetter hat die Mole fortgespült. »Utsira ist ein idealer Ort für unser Experiment«, sagt deshalb Eivind Reiten, Vorstandsvorsitzender von Norwegens zweitgrößtem Energiekonzern Hydro, dem die Anlage gehört. Wenn sie hier funktioniert, kann man sie überall einsetzen.

Weitere Einsatzpläne gibt es bereits. So soll eine australische Forschungsstation in der Antarktis mit einem Wasserstoffspeicher ausgerüstet werden. Schon jetzt werden dort mit dem Strom aus zwei Windrädern drei Viertel der zuvor jährlich verbrauchten 800000 Liter Diesel ersetzt – dank der Wasserstofftechnik will man von dem fossilen Brennstoff völlig unabhängig werden. Und Rolf Rohden wird demnächst auf die Azoren fliegen, wo man Interesse an einem unabhängigen Insel-Stromnetz zeigt. Auch für Bergwerksunternehmen im afrikanischen Hinterland ist die auf Utsira erprobte Technik geeignet. Denn Treibstoff für Dieselgeneratoren ist dort teuer und der Nachschub unsicher.

Industriestaaten müssen noch lange auf die neue Energie warten

Öffnen sich unter solch extremen Bedingungen die Einfallstore für die Wasserstoffwirtschaft? Gut möglich. Denn in den dicht besiedelten Industriestaaten wird der Einstieg in die Zukunftsenergie noch lange auf sich warten lassen – trotz forscher Sprüche aus Lobbyverbänden, Umweltministerien und Energiekonzernen. Auch Hydro-Chef Eivind Reiten gibt zu, dass es wohl »5, 10 oder 15 Jahre« dauern werde, bis ein Wind-Wasserstoff-System tatsächlich mit fossilen Kraftwerken konkurrieren kann. Denn noch ist Erdöl viel zu billig, und die Folgekosten des CO2-Ausstoßes sind nicht wirklich kalkulierbar.

Auch die Brennstoffzellen-Technik ist längst nicht ausgereift. Zwar stehen Prototypen der flüsterleisen Geräte, die Wasserstoff in Strom und Wärme verwandeln, auf allen Messen. Als aber Hydro für das Utsira-Projekt eine robuste Brennstoffzelle für den Dauerbetrieb bei Wind und Wetter suchte, zuckten die Hersteller mit den Schultern. Erst nach einem halben Jahr fand sich eine dänische Firma, die sich den Bau einer geeigneten Anlage zutraute. Allerdings ist ihr Wirkungsgrad schlecht, zwei Drittel der im Wasserstoff gespeicherten Energie gehen bei der Stromerzeugung verloren. Und auch die Speicherung des Wasserstoffs verbraucht Energie. Denn das Gas muss zunächst mit einer elektrischen Pumpe verdichtet werden. Sonst würde der zehn Meter lange Tank nicht genug fassen, um die angeschlossenen Inselbewohner zwei Tage lang zu versorgen.

Jostein Nilsen profitiert auf Utsira von dem Wasserstoffprojekt gleich doppelt. Der groß gewachsene ehemalige Dorflehrer bekommt auf den Strom für sein schmuckes Holzhaus 20 Prozent Rabatt – als Bonus fürs Mitmachen. Und in seinem kleinen Restaurant gehen die Techniker abends Pizza essen. »Gut, dass endlich mal was los ist auf der Insel«, freut sich Nilsen. Angst vor einem Blackout hat er nicht. Schließlich ist Utsira seit den sechziger Jahren über ein Kabel mit dem Festland verbunden. Sollte im Zusammenspiel von Wind und Wasserstoff etwas schief gehen, wird sein Haus automatisch wieder ans normale Stromnetz angekoppelt, das haben ihm die Techniker versprochen.

Ökologisch wäre Nilsens Strom dann immer noch erzeugt. Denn Norwegen speist sein Stromnetz trotz der gewaltigen Erdöl- und Erdgasvorräte zu 100 Prozent aus Wasserkraftwerken – auch das eine regenerative Quelle. Daher ist hier der Strom so billig, dass fast alle damit heizen und viele Lampen keinen Ausschaltknopf haben. Statt der in Deutschland üblichen 3000 Kilowattstunden verbraucht ein durchschnittlicher norwegischer Haushalt rund 25000 Kilowattstunden im Jahr – mehr als sonst irgendwo auf der Welt. Selbst das Wasser im Schwimmbad, das direkt neben Utsiras Rathaus für die Inselbevölkerung bereitsteht, wird elektrisch beheizt. Warum also die Mühe mit der Wind-Wasserstoff-Technologie? »Für uns ist das Forschung und Entwicklung«, sagt Hydro-Chef Reiten, »heute verdienen wir gutes Geld mit Öl und Gas, aber wenn die Vorräte zur Neige gehen, wollen wir mit dem Wasserstoff ein Angebot für die Zukunft haben.« Norwegen exportiert eben nicht nur fossile Brennstoffe, sondern auch die Technologie für ihre Förderung und Nutzung. Und so soll es auch beim Wasserstoff werden. Deshalb arbeitet der norwegische Energiekonzern an Methoden für den sicheren Transport des explosiven Gases und entwickelt robuste Elektrolyseure für die Wasserstoffproduktion an Tankstellen.

Allerdings steht eine Pilotanlage dafür bereits auf Island. Die ursprünglich geplante Wasserstoffversorgung von Fahrzeugen und Booten auf Utsira wurde daher wieder gestrichen. Mehr als fünf Millionen Euro durfte das Wind-Wasserstoff-Experiment nicht kosten; drei Viertel davon hat Hydro investiert, für den Rest gab es staatliche Zuschüsse. Zwei Jahre lang sollen nun Erfahrungen gesammelt und ausgewertet werden, dann wird die Anlage wieder abgebaut. Nur die beiden Windräder bleiben stehen und werden noch ein paar Jahre Strom ins Netz einspeisen.

Bürgermeister Rasmussen wischt sich den Schweiß von der Stirn, als das Schnellboot mit den Eröffnungsgästen am Nachmittag wieder ablegt. Utsira hat seine Ruhe wieder, gestört nur von den schrillen Schreien der Möwen. Ein paar Techniker machen sich an den Stromkästen zu schaffen. Sechs Wochen wird es noch dauern, so stellt sich jetzt heraus, bis die zehn Haushalte ihren Strom tatsächlich aus der Wind-Wasserstoff-Anlage beziehen. Bis dahin soll ihr Verbrauchsverhalten in allen Extremen simuliert werden. »Wir wollen ja nicht, dass später dreimal am Tag das Licht ausgeht«, sagt Ingenieur Rohden. Der Bürgermeister hat inzwischen Amtskette und Anzug abgelegt und schlendert in Jeans durchs Dorf. »Der Einstieg in die Energie der Zukunft, das war heute ein Weltereignis«, sagt er und grinst. Morgen wird er sich wieder mit der Energie der Gegenwart befassen. Rasmussen verdient sein Geld nämlich als Hubschrauberpilot auf den Ölfeldern. Und die werden, das hoffen alle auf Utsira, noch lange sprudeln.

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