Wasserstoff – Energieträger der Zukunft?

Im Zuge der gegenwärtigen Diskussion um eine nationale Wasserstoffstrategie wird grünem Wasserstoff in Deutschland eine zentrale Rolle zur Erreichung der Klimaschutzziele eingeräumt. Mithilfe gezielter Förderung soll Deutschland eine Vorreiterrolle im internationalen Vergleich einnehmen. Horváth & Partners beleuchtet in seinem aktuellen Wasserstoff-Faktencheck die wesentlichen Bereiche der Wertschöpfungskette – von der Erzeugung über die Logistik/Netze bis zu verschiedenen Anwendungsbereichen. Die Analyse zeigt: Die ambitionierten politischen Ziele geben zwar die richtige Richtung für eine umfassende Dekarbonisierung vor, es gibt allerdings noch viel zu tun.

Zur Reduktion der CO2-Emissionen und zur Förderung des Einsatzes von grünem Wasserstoff wird die Bundesregierung im Rahmen einer nationalen Wasserstoffstrategie verschiedene Ziele definieren. Diese Strategie bildet die Grundlage für den weiteren Ausbau der Wasserstofftechnologie in Deutschland. Nach aktuellem Diskussionsstand sollen demnach bis 2030 "jedenfalls 3 GW und möglichst 5 GW" Elektrolyseleistung in Deutschland installiert sein. Die Veröffentlichung des politischen Rahmenwerks wird bis Ende Mai erwartet.

Erzeugung: Entwicklung der Elektrolysekapazitäten

Grüner Wasserstoff entsteht durch den sogenannten Prozess der Elektrolyse. Dabei wird Wasser mithilfe von Strom aus erneuerbaren Energien in die Einzelteile Wasserstoff und Sauerstoff zersetzt. Die dafür nötigen Anlagen werden Elektrolyseure genannt. Bisher sind in Deutschland lediglich 0,03 GW Elektrolyseleistung installiert. Bei einem Fortschreiben der historischen Entwicklungszahlen würde das Ziel von 3 bis 5 GW deutlich verfehlt werden. Bis 2025 sind jedoch bereits zahlreiche Projekte genehmigt und in Planung. Unter Berücksichtigung dieser Anlagen scheint zumindest das 3 GW-Ziel in Reichweite zu liegen.

Entscheidend für den Erfolg von grünem Wasserstoff in Deutschland wird die Entwicklung des Preisniveaus sein. Sinkende Kosten für Strom aus Wind- und PV-Anlagen ermöglichen eine preisgünstige Herstellung des Energieträgers. "Grüner Wasserstoff wird nur seinen Weg in die Industrie und Gesellschaft finden, wenn dieser das Kostenniveau für fossile Brennstoffe wie Erdgas, Kohle und Öl erreicht", so Matthias Deeg, Leiter des Beratungsbereichs für die Energiewirtschaft von Horváth & Partners.

Transport: Pipelines und Alternativen

Um Wasserstoff effektiv in der Gesellschaft nutzen zu können, muss dieser dem Endverbraucher auch auf effiziente Weise zur Verfügung stehen. Bisher existiert nur ein sehr kleines Netz aus reinen Wasserstoffpipelines (knapp 400 km), welches sich in den letzten 20 Jahren kaum entwickelt hat. Dieses Netz versorgt vor allem Industrieabnehmer. Um einen starken Ausbau der Pipelines zu vermeiden, wird alternativ daran geforscht, inwieweit Wasserstoff dem regulären Erdgas beigemischt werden kann. Die Gesamtlänge des deutschen Gasnetzes beträgt etwa 500.000 km und bietet somit ein hohes Potenzial für den Transport von Wasserstoff.

Anwendung: Einsatz von Wasserstoff heute und in Zukunft

Schon heute ist Wasserstoff in der Chemieindustrie als Grundstoff und in Raffinerien zur Veredelung von fossilen Brennstoffen weit verbreitet. Zunehmende Akzeptanz finden Anwendungen vor allem im Bereich der Brennstoffzellen für Mobilität und Gebäude. Um den Verkehr mit Brennstoffzellenfahrzeugen zu ermöglichen, spielen Wasserstofftankstellen eine zentrale Rolle. Hier plant die Bundesregierung bis 2025 ein Netz von 400 Wasserstofftankstellen zu etablieren. "Die historischen Zahlen deuten darauf hin, dass dieses Ziel verfehlt wird. Wir erwarten einen starken Anstieg der verfügbaren Tankstellen erst in den darauffolgenden Jahren", sagt Deeg.

Einzug hält die Brennstoffzelle auch im Schienenverkehr. Zahlreiche Wasserstoffzüge sind bereits bestellt, um in den kommenden Jahren vermehrt die noch immer aktiven Dieselloks zu ersetzen. Unter Berücksichtigung der bestellten Fahrzeuge könnten laut Faktencheck im Jahr 2030 bereits über 1.300 Wasserstoffzüge auf Deutschlands Schienen unterwegs sein.

Fazit: Viel Potenzial – noch viel zu tun

Da die nationale Wasserstoffstrategie noch nicht veröffentlicht ist und die Entwicklungen im Bereich grüner Wasserstoff keine lange Historie aufweisen können, ist es noch zu früh für ein Urteil über die künftige Ausrichtung. Nichtsdestotrotz wirken die erwarteten Ziele der Wasserstoffstrategie verglichen mit den bisherigen Entwicklungen sehr ambitioniert. Sie geben die richtige Richtung auf dem Weg zur CO2-Neutralität vor und werden in Zukunft gegebenenfalls sogar durch noch höhere Ziele ersetzt. Ob es allerdings bei den politischen Ambitionen bleibt, oder ob tatsächlich Fortschritte realisiert werden können, werden die kommenden Jahre zeigen. Nach derzeitigem Stand muss noch viel passieren, damit Wasserstoff eine zentrale Rolle im zukünftigen Energiesystem spielen kann.

Der Wasserstoff-Faktencheck steht hier zum Download zur Verfügung: https://bit.ly/2LRIg8s

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