In gewisser Weise ist die Geschichte des amerikanischen Erdgases eine besonders amerikanische Geschichte, eine Geschichte voller unternehmerischer Hektik, Booms und Pleites und dem Willen, Möglichkeiten zu finden, wo niemand gesucht hat. Von einfallsreicher Selbsterhaltung allein um der Selbsterhaltung willen. Von einem Angebot, das die Nachfrage braucht, und von einer Herstellung dieser Nachfrage mit den verfügbaren Mitteln, auch wenn die Logik manchmal schwer zu befolgen ist. Erdgas hat amerikanische Haushalte mit Energie versorgt, amerikanische Elektrizität und in jüngerer Zeit auch amerikanische Kunststoffe, eine Industrie, die normalerweise eher von Öl gespeist wird. Als die großen Ambitionen für dieses letzte Unterfangen zu schwinden begannen, hat die Branche erneut einen Schwenk gemacht, diesmal um ihr Potenzial als Teil der Klimazukunft Amerikas zu nutzen. Als die Biden-Regierung dieses Jahr ankündigte, dass der Ausbau von Anlagen für Wasserstoff – ein Kraftstoff, der zur Reduzierung der Emissionen der Schwerindustrie beitragen könnte – eine Hauptrolle für Erdgas spielen würde, war das keine Überraschung: Die Industrie schien hart gearbeitet zu haben um seinen Platz zu sichern.
Die Gasindustrie hat viel Erfahrung darin, für sich selbst zu plädieren. Vor einigen Jahrzehnten, als die USA insgesamt umweltbewusster wurden, hatte die neu gegründete Umweltschutzbehörde ein Auge auf die Gasindustrie geworfen, und Untersuchungen im Bereich der öffentlichen Gesundheit deuteten allmählich darauf hin, dass Gasherde gesundheitsschädlich sein könnten. In den 1970er und 1980er Jahren ging die Branche in die Offensive, um diese Gefahren herunterzuspielen, und nutzte dieselben Strategien und sogar dieselben PR-Firmen wie die Tabakindustrie, um einer Regulierung zu entgehen, und war weitgehend erfolgreich. Die Aufrechterhaltung der Nachfrage nach dem Produkt – Gasherde waren „Einstiegsgeräte“, die die Wahrscheinlichkeit erhöhten, dass ein Haus über einen Gasofen, einen Gaswäschetrockner usw. verfügte – war von entscheidender Bedeutung.
Der Fracking-Boom verschärfte diese Notwendigkeit und überschwemmte den Markt mit billigem Gas. Als hydraulische Fracking- und Horizontalbohrtechnologien begannen, Gas aus schwer zugänglichen Schieferformationen freizusetzen, stieg die Produktion deutlich an. Das Angebot auf dem US-amerikanischen Erdgasmarkt explodierte, was zu einem Rückgang der Gaspreise führte. Das ganze Benzin musste irgendwo hin.
Doch dann sorgte ein glücklicher Dreh- und Angelpunkt für genau diesen Ort: Ethan, ein bisher unbrauchbares Abfallprodukt der Erdgasförderung, erwies sich als nützlich. In den letzten zwei Jahrzehnten hat die Industrie damit begonnen, Ressourcen in die Kommerzialisierung einer Methode zum „Cracken“ von Ethanmolekülen zu stecken, die es ermöglicht, sie in Ethylen, den Hauptbaustein von Kunststoffen, umzuwandeln. Die meisten petrochemischen Crackeranlagen, die nach 2012 gebaut wurden, waren für die Verwendung von Ethan ausgelegt. Das Bohren nach „nassem“ Gas – das einen höheren Ethangehalt hat und daher als Erdgas, das zur Verbrennung als Brennstoff bestimmt ist, weniger nützlich ist – wurde zu einem profitablen Unterfangen.
Dies leitete die Gas-für-Kunststoff-Revolution ein: Die Industrie stellte sich einen Kunststoffboom vor und plante den Bau von Ethan-„Cracker“-Anlagen überall im Ohio River Valley und an der Golfküste. Im Jahr 2018 prognostizierte die Internationale Energieagentur, dass die petrochemische Produktion – die größtenteils aus Kunststoff besteht – bis 2050 fast die Hälfte des gesamten Wachstums der Nachfrage nach fossilen Brennstoffen ausmachen würde. Bis Februar 2020 wurden rund 343 neue Kunststoffproduktionsanlagen und Erweiterungen genehmigt bzw. genehmigt in den USA geplant.S., laut dem American Chemistry Council, einer Top-Handelsgruppe amerikanischer Kunststoffunternehmen. Shells Cracker, ein gigantischer Betrieb auf einem weitläufigen 384 Hektar großen Campus, nahm letztes Jahr den Betrieb auf und wurde über eine eigene Ethan-Pipeline von den Schiefergasfeldern versorgt. „Was den massiven Boom beim Bau neuer Kunststoffanlagen in den USA auslöste, war nicht das Aufkommen einer massiven öffentlichen Nachfrage nach Kunststoffen, sondern die Tatsache, dass Erdgasrohstoffe unglaublich billig wurden“, sagte Carroll Muffett, Präsident des Center for International Environmental Law, eine gemeinnützige Anwaltskanzlei für Menschenrechte und Umwelt, sagte mir im Jahr 2020: „Der Fracking-Boom löste die Renaissance der Kunststoffindustrie in den USA aus.“
Doch die Kunststoffproduktion ist keine Garantie; Fast jeder Boom geht irgendwann in die Pleite, und der Markt zeigt erste Anzeichen eines Abschwungs. Einige der geplanten Kunststofffabriken wurden nie realisiert, sei es, weil sie keinen Investitionspartner fanden, sei es, weil sie mit fallenden Rohstoffpreisen konfrontiert waren oder mit Korruptionsvorwürfen zu kämpfen hatten. Es gibt Hinweise darauf, dass sich die Nachfrage derzeit verlangsamt, was zu sinkenden Margen für Kunststoffhersteller führt (obwohl es nicht an Prognosen mangelt, die darauf hindeuten, dass die Branche innerhalb und außerhalb der USA weiter wächst).
Ganz gleich, wie die Zukunft der Kunststoffe aussehen wird, die US-Gasindustrie ist bereits mitten in ihrem nächsten Schachzug, oder besser gesagt, Schachzügen: Einer davon ist der monumentale Ausbau von Exportanlagen für Flüssigerdgas (LNG). Nur einen Tag nach dem russischen Angriff auf die Ukraine im Februar 2022 hatte die Gasindustrie einen Brief an das Weiße Haus geschickt, in dem sie um Hilfe bei der Einholung der Genehmigung für anhängige Pläne zum Bau von Terminals für den Gastransport nach Europa gebeten wurde, um eine Energiekrise einzudämmen, die der Konflikt sicherlich verursachen würde Ursache. Die Biden-Regierung kam dem weitgehend nach, und die großen Unternehmen im Bereich der fossilen Brennstoffe konnten ihre Gewinne im Vergleich zum Vorjahr mehr als verdoppeln. Mittlerweile entstehen überall an der US-Golfküste LNG-Terminals, und die Gasexporte nach Europa bleiben hoch. Obwohl einige Erdgas immer noch als „Brückenbrennstoff“ zwischen kohlenstoffintensiveren Brennstoffen wie Kohle und Öl und einer wirklich sauberen Energiezukunft der Solar- und Windenergie betrachten, wurde diese Idee vielfach in Frage gestellt: Die Nutzung von Erdgas scheint der Fall zu sein Meistens eine Brücke zur Nutzung von mehr Erdgas. Der Transport von LNG ins Ausland scheint schädlicher für die Umwelt zu sein als die Verbrennung von Kohle, was die Frage aufwirft, ob die Biden-Regierung eingreifen wird, um den Ausbau der Infrastruktur zu stoppen.
Der andere Schachzug der Branche erhielt auch direkte Unterstützung von der Biden-Regierung, deren charakteristische Klimagesetze Investitionen in Milliardenhöhe und Steuergutschriften für Wasserstoffkraftstoff – hergestellt aus Erdgas – vorsehen. Exxon zum Beispiel setzt sich stark dafür ein, dass die Biden-Regierung der Branche Zugang zu Steuergutschriften gewährt, die im Inflation Reduction Act verankert sind. Letzten Monat kündigte die Biden-Regierung an, dass sie 7 Milliarden US-Dollar in die Schaffung von sieben Wasserstoff-„Hubs“ investieren werde, und Wasserstoff aus Gas stand im Mittelpunkt des Plans.
Wasserstoff ist eine faszinierende Energieform, wenn er effizient hergestellt werden kann. Es kann in Motoren ohne Kohlenstoffemissionen verbrannt oder in einer Brennstoffzelle zur Stromerzeugung eingesetzt werden, wobei das einzige Nebenprodukt Wasser ist. Es könnte eine Klimalösung sein, insbesondere für die Sektoren des Energieverbrauchs, die am schwersten zu reduzieren sind, etwa die Stahlerzeugung und die Seeschifffahrt, die immer noch auf die umweltschädlichsten Brennstoffe der Welt angewiesen sind, darunter Kohle und Bunkeröl. Aber niemand hat genau herausgefunden, wie man Moleküle spaltet, um Wasserstoff herzustellen, ohne viel Energie zu verbrauchen. Ihre Eigenschaft als „grüne“ Energie hängt also davon ab, wie diese Energie bereitgestellt wird. Emissionsfreier Wasserstoff muss ausschließlich mit Strom aus nicht verbrennenden Quellen wie Sonne und Wind hergestellt werden (Insider nennen dies „grünen“ Wasserstoff) und ist der Goldstandard dafür, was sauberer Wasserstoff wirklich sein könnte. Die Biden-Regierung legte fest, dass drei der sieben Hubs mit erneuerbaren Energien oder einer Mischung aus Kernenergie und erneuerbarer Energie betrieben werden sollten. Die anderen werden – vorerst – zumindest teilweise mit Erdgas mit Kohlenstoffabscheidung (oft als „blauer“ Wasserstoff bezeichnet) betrieben. Und zwei davon sollen gezielt in gasreichen Regionen angesiedelt werden.
Die Gasindustrie selbst ist davon begeistert und sagt, dass sie ein echter Partner bei der Reduzierung der Emissionen sein kann. „Erdgasversorger sind bestrebt, alle Optionen zur Emissionsreduzierung zu prüfen, wie die 39 bereits laufenden Wasserstoff-Pilotprojekte zeigen, und sind bestrebt, an einer Reihe von Hubs teilzunehmen“, sagte Karen Harbert, Präsidentin der American Gas Association, in einer per E-Mail gesendeten Erklärung. „Unabhängig von der Quelle des Wasserstoffs ist eines sicher: Erdgasversorger werden eine entscheidende Rolle dabei spielen, diese spannende Chance für eine weitere Dekarbonisierung voranzutreiben.“
Doch die Umwandlung von Erdgas in Wasserstoff ist ein äußerst energieintensiver Prozess. Erdgas eignet sich gut zur Herstellung von Wasserstoff, da es größtenteils aus Methan besteht. Jedes Methanmolekül besteht aus einem Kohlenstoffatom, das an vier Wasserstoffatome gebunden ist. Das ist jede Menge Wasserstoff, wenn man das Molekül spalten kann. Derzeit sind herkömmliche Verfahren zur Umwandlung von Erdgas in Wasserstoff geradezu komisch ineffizient: Einer Berechnung zufolge hat Wasserstoff, der aus Erdgas hergestellt wird, einen um 20 Prozent größeren Treibhausgas-Fußabdruck als die Verbrennung von Erdgas selbst, und bei der Herstellung wird weitaus mehr Energie verbraucht. Diese Energiebilanz sieht etwas besser aus, wenn man sie mit den noch schmutzigeren Energien vergleicht, die gasförmiger Wasserstoff ersetzen könnte, wie zum Beispiel die Kohle, die bei der Stahlherstellung verwendet wird, weshalb sie überhaupt auf dem Tisch liegt.
Um die Bundesstandards für „sauberen Wasserstoff“ zu erfüllen, müssten etwa 90 Prozent des extrem hohen Kohlendioxidgehalts, der beim Gas-zu-Wasserstoff-Prozess entsteht, aufgefangen werden. Exxon sagt, dass es für sein Wasserstoffprojekt in Texas plant, 98 Prozent der Emissionen einzufangen; Andere Versuche zur CO2-Abscheidung haben eine Erfolgsquote von etwa 60 Prozent erreicht – was darauf hindeutet, dass dieses Ziel möglicherweise noch nicht kommerziell realisierbar ist. Eine weitere Herausforderung ist die Speicherung des abgeschiedenen Kohlenstoffs: Eine gängige Strategie besteht darin, das unter Druck stehende Gas in natürliche geologische Formationen im Untergrund zu injizieren. Aber das ist schwer zu erreichen, und eines der größten Projekte zur CO2-Abscheidung der Welt ist in dieser Hinsicht spektakulär gescheitert und hat aus einer vermeintlichen Klimalösung einen großen CO2-Emittenten gemacht.
Die vielleicht größte Herausforderung besteht darin, dass das gesamte Gas-zu-Wasserstoff-System – vom Bohrloch über die Pipeline und die Kompressorstation bis zur Wasserstoffanlage – praktisch kein Methan austreten muss. Dies scheint eine sehr hohe Hürde zu sein, wenn man bedenkt, dass Methanlecks in allen Bereichen der Erdgasindustrie bereits allgegenwärtig sind. Und da der Prozess des blauen Wasserstoffs sowohl Methan als Ausgangsmaterial verwendet als auch zusätzlichen Strom erzeugen muss, um sein Kohlenstoffabscheidungssystem zu betreiben, ist die Gefahr eines Austritts des sich stark erwärmenden Treibhausgases umso höher.
Die Fallstricke scheinen erheblich zu sein. Das Versprechen von wirklich sauberem Wasserstoff aus Gas scheint vorerst in weiter Ferne zu liegen. Doch inzwischen hat die Industrie eine weitere Lücke gefunden, die sie mit Erdgas füllen kann.