Wasserstoff – Klimaretter oder nur „brennbare Luft“? 

Was wir heute als Wasserstoff bezeichnen, nannte der britische Naturwissenschaftler Henry Cavendish „brennbare Luft“, als er Mitte des 18. Jahrhunderts das damals noch unbekannte Gas entdeckte. Auf dem Weg zu einer nachhaltigen Energieversorgung kann diese „brennbare Luft“ zum Schlüssel für die Energiewende werden.

 
In Form von Brenn- oder Kraftstoff ist Wasserstoff als klimafreundliche Alternative zu Kohle, Öl und Erdgas in vielen Anwendungsbereichen einsetzbar. Wasserstoff kann einen signifikanten Beitrag zur Dekarbonisierung der Sektoren Industrie, Wärme und Verkehr leisten. Dieser gasförmige Energieträger dient beispielsweise als Wärmequelle in der industriellen Produktion oder als Rohstoff in der chemischen Industrie. Zudem ist Wasserstoff im Brennstoffzellenantrieb geeignet, etwa den Schwerlast- und Schiffsverkehr voran zu treiben, der ansonsten nur mit großem Aufwand elektrifiziert werden könnte. Brennstoffzellenfahrzeuge haben Reichweiten von mehreren hundert Kilometern und lassen sich in weniger als fünf Minuten auftanken. Die Vorteile klingen erfolgversprechend.

Nationale Wasserstoffstrategie

Viele gute Gründe also, warum die Bundesregierung Deutschland als zukünftigen „Weltmarktführer der Wasserstofftechnologie“ etablieren möchte. Vor diesem Hintergrund hat sie am 10. Juni ihre „Nationale Wasserstoffstrategie“ beschlossen. Diese hat zum Ziel, Wasserstoff als CO2-freie Alternative zu fossilen Energieträgern in allen relevanten Sektoren wie Industrie, Wärme und Verkehr zu fördern. 

Das Programm des Bundeszielt darauf ab, den Markthochlauf von Wasserstofftechnologien und insbesondere den Aufbau und Betrieb von inländischen Produktionsanlagen voranzutreiben. Dafür soll bis zum Jahr 2030 ein Erzeugungspotenzial von bis zu 5 GW Elektrolyseleistung aufgebaut werden. Weitere 5 GW sollen möglichst bis 2035, spätestens aber bis 2040 zugebaut werden. Das Bundesforschungsministerium hatte im Vorfeld des Beschlusses sogar bis 15 GW gefordert.

Wasserstoff soll demnach zunächst vor allem in industriellen Prozessen und im Verkehrsbereich eingesetzt werden. Insbesondere in der Luftfahrt, denn der Flugverkehr ist nicht einfach elektrifizierbar –Batterien sind zu groß und zu schwer. Nicht zuletzt sprechen vor allem wirtschaftliche Gründe für den Einsatz von Wasserstoff im Industrie- und Verkehrssektor. 

Die Nationale Wasserstoffstrategie ist darauf ausgelegt, „grünen Wasserstoff“ – hergestellt aus erneuerbarem Strom – zu fördern. Doch auch sogenannter „blauer Wasserstoff“ soll übergangsweise zum Einsatz kommen. Dieser wird aus Erdgas hergestellt, während das anfallende CO2 abgeschieden und in unterirdischen Gesteinsschichten gespeichert wird.

Neben einem Ausschuss der Staatssekretäre als Entscheidungsgremium wird auch ein Wasserstoffrat aus ausgewiesenen Experten gegründet. Dessen Aufgabe besteht darin, den Staatssekretärsausschuss durch Vorschläge und Handlungsempfehlungen bei der Umsetzung und Weiterentwicklung der Wasserstoffstrategie zu beraten und zu unterstützen. Der Rat besteht aus 25 hochrangigen Expertinnen und Experten der Wirtschaft, Wissenschaft und Zivilgesellschaft, zu denen auch Katherina Reiche, Vorsitzende der Geschäftsführung der Westenergie GmbH (E.ON-Tochtergesellschaft), gehören wird.

Fördermittel/-maßnahmen

Um den Markthochlauf von Wasserstofftechnologien zu fördern, sieht die Bundesregierung in ihrer Wasserstoffstrategie neben bereits bestehenden Förderprogrammen 7 Milliarden Euro an Fördermitteln für den Heimatmarkt und weitere 2 Mrd. Euro für internationale Partnerschaften vor. Hinzu kommen die bereits vergebenen Fördergelder in Höhe von 600 Millionen Euro für die „Reallabore der Energiewende“ sowie zusätzliche Fördermittel für Projekte mit dem Fokus auf Digitalisierung und Sektorkopplung. Weitere drei- bis vierstellige Millionen-Beträge sollen aus bereits bestehenden Innovationsprogrammen für Anwendungen im Gebäude-, Verkehrs- und Industriesektor fließen. 

Die Strategie trägt der Tatsache Rechnung, dass die Verfügbarkeit von erneuerbaren Energien in Deutschland kurz- bis mittelfristig begrenzt ist. So sieht sie vor, internationale Kooperationen für den Import von Wasserstoff und den Export von Wasserstoff-Technologien zu erschließen.

Wo kommt „grüner Wasserstoff“ eigentlich her?

Wenn die Wasserstoffstrategie erfolgreich ist, wird es zukünftig eine größere Anzahl sogenannter Power-to-Gas-Anlagen geben. Solche Anlagen können im Verfahren der Elektrolyse mit erneuerbarem Strom Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff trennen. Der so gewonnene Wasserstoff kann in Kavernen oder Gasnetzen gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt in verschiedensten Bereichen eingesetzt werden. Im Verkehr, in der Industrie oder als Beimischung zum Erdgas bei ganz normalen Haushaltskunden. Es ist sogar möglich, den Wasserstoff bei Bedarf wieder zur Stromerzeugung einzusetzen. Durch sein Speicherpotenzial ist Wasserstoff also auch eine Flexibilitätsoption. 

Und wie wird Wasserstoff transportiert?

Voraussetzung für den Einstieg in eine Wasserstoffwirtschaft ist eine geeignete Infrastruktur. In die bestehenden Gasnetze können nach heutigen Erkenntnissen bis zu 20 % Wasserstoff beigemischt werden. Dazu müssen zwar einige Komponenten „H2-ready“, also für den vermehrten Wasserstoffeinsatz vorbereitet werden, doch damit erschließt sich ein großes Potenzial zur Dekarbonisierung des Wärmemarktes. Heizenergie benötigt rund 40 % des gesamten Energiebedarfes in Deutschland. Und trotz verbesserter Wärmedämmung wird der Bedarf auch in Zukunft hoch bleiben. 

Wirtschaftlichkeit von Wasserstofftechnologien

Derzeit ist die Nutzung und Erzeugung von Wasserstoff in vielen Bereichen noch nicht wirtschaftlich. Weitere Forschungsarbeiten und alternative Bezugsmöglichkeiten, wie der Import von Wasserstoff aus sonnen- und windreichen Regionen, können den effizienten Einsatz dieses CO2-freien Energieträgers unterstützen. Zudem dürften sich Kostensenkungen durch eine Großserienproduktion von Elektrolyseuren ergeben. Eine effiziente Integration von Wasserstoff in das Gesamtsystem müsste zudem mit angemessenen energiepolitischen Rahmenbedingungen flankiert werden.

Welche politischen Maßnahmen unterstützen eine Marktaufbauphase von Wasserstoff?

Aus Sicht von E.ON und innogy ist sowohl der Einsatz von klimaneutralen „grünen“ Gasen als auch der Aus- und Umbau der Gasinfrastruktur für eine vollständige Dekarbonisierung der Sektoren unverzichtbar. Daher treibt der Konzern die Weiterentwicklung von Wasserstoff- und Power-to-Gas-Technologien in verschiedenen Projekten voran (Beispielprojekte: SmartQuart und Power to Gas). Unser Gasverteilnetz soll zudem bis 2030 vollständig „H2-ready“ sein, um den Hochlauf der Wasserstoffeinsatzes in Deutschland zu beschleunigen.

Was aus unserer Sicht helfen würde:

  • Strompreissenkung: Eine generelle Senkung der Abgaben und Umlagen auf den Strompreis (zum Beispiel Stromsteuer, EEG-Umlage) würde Strom als Basis für die Wasserstoffproduktion attraktiver machen. 

  • Power-to-Gas-Anlagen werden derzeit als Endverbraucher mit Abgaben und Umlagen belastet. Das schränkt ihren wirtschaftlichen Betrieb ein. PtG-Anlagen sollten daher als Energiewandler von Endverbrauchs¬abgaben befreit sein.

  • Grüngasquote: Um den Anteil grüner Gase kontinuierlich zu erhöhen, ist die Einführung einer technologie- und herkunftsoffenen Grüngasquote sinnvoll.

  • Wärmesektor: Die Förderung konkreter Projekte im Wärmebereich beschleunigt die Substitution fossiler Energieträger.

  • Infrastrukturinvestitionen: Um Investitionen vorzunehmen, die die H2-Readiness der Infrastruktur sicherstellen, ist es vor allem notwendig, dass der Einsatz H2-verträglicher Komponenten regulatorisch anerkannt wird. Langfristig verlässliche Rahmenbedingungen sind erforderlich, da die kalkulatorische Nutzungsdauer bei Gasnetzen bei rd. 40 Jahren liegt.  

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