Perspektive Wasserstoff

Auf einem Molekül ruhen alle Hoffnungen für eine klimafreundliche Industrie. Kann H2 sie erfüllen?

Illustration: Malcolm Fisher
Illustration: Malcolm Fisher
Mirko Heinemann Redaktion

Wasserstoff ist im Periodensystem der Elemente die Nummer eins, weil es aus einem Proton und einem Elektron besteht und damit das kleinste und leichteste Element ist. Ein Wasserstoffmolekül besteht aus zwei Atomen, deshalb H2. Wasserstoff wird durch Elektrolyse erzeugt. Man kennt das aus dem Physikunterricht: Strom wird in Wasser geleitet, das wiederum in seine Bestandteile H2 und O – korrekt: ein halbes O2 – aufgespalten wird. An der Kathode entsteht Wasserstoff, an der Anode Sauerstoff. Stammt der Strom aus erneuerbaren Quellen, beispielsweise Wind oder Solar, ist der Wasserstoff „grün“, also klimaneutral erzeugt.

Grüner Wasserstoff rückt in den Mittelpunkt der globalen Dekarbonisierungsstrategien. Speziell die Industrie und der Transport sollen durch grünen Wasserstoff dekarbonisiert werden. In Deutschland liegt der Schwerpunkt auf der chemischen, petrochemischen und stahlerzeugenden Industrie – sowie auf Lastkraftwagen, Bussen und der Luftfahrt. Zwar werde der Strombedarf für die Wasserstofferzeugung gemäß Bundesregierung zunächst zu vernachlässigen sein, mit dem massiven Einsatz großer Elektrolyseure werde er aber stark zunehmen. Laut Schätzungen der Europäischen Kommission werden 2030 etwa 10 Millionen Tonnen „grüner Gase“, also vor allem grüner Wasserstoff, gebraucht. Dazu werden etwa 500 Terawattstunden Strom aus erneuerbaren Quellen benötigt– 14 Prozent des Stromverbrauchs in der EU.

Technisch gesehen liegt Deutschland im europäischen Vergleich vorn. Von 400 europäischen Wasserstoffprojekten sind allein 63 deutsche. Elf Prozent aller Patente rund um Wasserstoff werden von Deutschen gehalten. Hier sind die Wasserstoffexpert:innen zu Hause, von hier stammen die besten Elektrolyseure, die Wasserstoff produzieren. Dass man sich darauf nicht ausruhen sollte, zeigt die Entwicklung in den USA. Mit dem so genannten Inflation Reduction Act der Biden-Regierung investieren die USA allein 369 Milliarden Dollar in Projekte für die Energiesicherheit und die Bekämpfung der Klimakrise. Wesentliche Teile davon fließen in den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft.

 

»In Deutschland sind die Wasserstoffexpert:innen zu Hause, von hier stammen die besten Elektrolyseure.«

 

Enorme steuerliche Anreize für die Produktion von grünen Wasserstoff und für die Infrastruktur wurden geschaffen, etwa für den Aufbau eines Wasserstoff-Tankstellennetzes. Das wesentliche Ziel aber ist, den Preis für Wasserstoff auf 1 Dollar pro Kilogramm zu senken. Der Energiegehalt entspricht 2,75 Kilogramm Benzin, was wiederum 3,6 Litern Benzin entspricht.

Der Bundesverband der deutschen Industrie BDI warnt vor der Konkurrenz aus Übersee. Deutschland drohe in Sachen Wasserstoff den Anschluss zu verlieren. Mit dem Inflation Reduction Act hätten es die USA insbesondere im Wasserstoffbereich vorgemacht, wie es gehen kann. Mit Steuergutschriften als pragmatischer Ansatz, eine hohe Investitionssicherheit zu schaffen, würden die USA zu einem der wettbewerbsfähigsten Orte der Welt für die Erzeugung von grünem Wasserstoff, so der BDI.

Die Reaktion der Bundesregierung war die Fortschreibung der nationalen Wasserstoffstrategie. Danach soll die heimische Wasserstoffproduktion bis 2030 auf zehn Gigawatt erhöht werden. Neben dem Ausbau der Elektrolysekapazitäten soll dies vor allem durch Ausbau der für die Wasserstoffproduktion notwendigen erneuerbaren Energien geschehen. Dazu gehöre eine Vervierfachung der Erzeugung von Offshore-Windanlagen, eine Verdoppelung von Onshore-Windanlagen und eine Verdreifachung von Solaranlagen bis 2030.

Hier hat Ostdeutschland starke Vorteile zu bieten. Als Tesla-Firmenchef Elon Musik seinerzeit verkündete, eine Gigafactoy im Osten von Berlin errichten zu wollen, begründete er diese Entscheidung unter anderem mit der Verfügbarkeit von großen Mengen an erneuerbarer Energie durch die zahlreichen Windkraftwerke und Solarparks in der Region. Dieses Pfund ist eines, mit dem ostdeutsche Regionen sich zu Kernregionen beim Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft qualifiziert haben.

Vor allem die Lausitz liegt im Fokus. Die Region zwischen Sachsen und Brandenburg, die über viele Jahrzehnte vom Braunkohleabbau und vom Kohlestrom abhängig war, solle der „Nukleus für eine neue Energieregion werden“, erklärte etwa die Parlamentarische Staatssekretärin im Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz Franziska Brantner, als sie im Frühjahr den „1. Transferkongress Wasserstoff“ in Berlin eröffnete. Am Standort Schwarze Pumpe soll ein Speicherkraftwerk entstehen, das mit grünem Wasserstoff betrieben wird. Es soll Strom und Wärme produzieren und Wasserstoff in das bestehende Erdgasnetz einspeisen. Dieses „Referenzkraftwerk Lausitz“ wird von weiteren sechs so genannten „Reallaboren der Wasserstoffwirtschaft“ ergänzt, die beispielhaft zeigen sollen, wie eine deutsche Wasserstoffwirtschaft aufgebaut werden kann. Der Wertschöpfungsprozess ist komplex, er reicht von der Produktion von Wasserstoff, dessen Speicherung,Vertrieb, Verteilung sowie dessen praktische Anwendung in ganz verschiedenen Branchen.

Noch liegt in Sachen Erzeugung erneuerbarer Energien mit Niedersachsen ein westdeutsches Bundesland vorn. Es folgt mit Brandenburg das erste ostdeutsche Land, bevor es mit Schleswig-Holstein und Nordrhein-Westfalen weitergeht. Mecklenburg-Vorpommern, das Land mit der geringsten Bevölkerungsdichte, vielen Sonnenstunden und windhöffigen Flächen, weiß um seine Ausbaupotenziale hinsichtlich Wind- und Solarenergie. Man wirbt hier bereits um Investitionen in die Erzeugung von grünem Wasserstoff. So preist etwa der Landkreis Mecklenburgische Seenplatte seine grünen Gewerbe- und Energieparks, wo bereits regenerative Energien zum Einsatz kommen und mit der Landwirtschaft verbinden. Einzelne Projekte bilden dort bereits die gesamte Wasserstoff-Wertschöpfungskette ab – von der Erzeugung über die Abnahme bis zur Verwertung der Nebenprodukte, etwa der entstehenden Prozesswärme von kommunalen Versorgern. Hier könnte schon bald ein weiterer „Nukleus“ einer neuen Energieregion entstehen.

 

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