Energie: In Zukunft Wasserstoff

Wasserstoff – kurz H2 – gilt als Hoffnungsträger für einen wirksamen Klimaschutz in allen Wirtschaftssektoren. Wichtige Weichenstellungen sind jetzt gefragt, damit der Energieträger zügig seinen Weg in den Markt findet.

Die Zeit drängt. Um das Ziel einer Klimaneutralität bis 2050 ohne Verluste in der industriellen Wertschöpfung in Deutschland zu erreichen muss die Bundesregierung bei ihrer Energie- und Industriepolitik einen Schwerpunkt auf eine globale Wasserstoffwirtschaft setzen. Denn Wasserstoff und seine Derivate bieten die Möglichkeit, die CO2-Emissionen der energieintensiven Grundstoffindustrie perspektivisch auf null zu reduzieren. Wasserstoff und darauf aufbauende Produkte, wie z. B. Methanol, sind zudem ein Mittel für eine wirksame CO2-Reduktion in der Mobilität. Wasserstoff ist das „missing link“ zwischen direkter Elektrifizierung und der Nutzung von fossilen Energieträgern.

Diese Potenziale werden zunehmend international erkannt. Bereits 2017 verabschiedete Japan eine Wasserstoffstrategie. Bis zum Jahr 2050 will das Land seine Wirtschaft komplett danach ausrichten und globale Lieferketten zum Import von Wasserstoff aufbauen. Länder wie China, Südkorea und die Niederlande folgen dem Beispiel und investieren massiv in entsprechende Infrastrukturprojekte und Technologien. Auch potenzielle Exporteure von klimaneutralem Wasserstoff signalisieren ihre Bereitschaft, den Aufbau eines globalen Wasserstoffmarkts voranzutreiben. Die Golfstaaten, Nordafrika, Osteuropa und Russland, aber auch Australien haben Interesse gezeigt. Die Australier wollen sich hierbei als Vorreiter positionieren. Erst im November 2019 wurde die australische Wasserstoff-Exportstrategie verabschiedet.

Deutschland muss sich in diesem Umfeld langfristig behaupten können. Bis zum Jahresende will die Bundesregierung ihre Nationale Wasserstoffstrategie vorlegen. Der BDI hat im Vorfeld ein Bündel an Maßnahmen und Instrumenten an die Politik adressiert, damit die deutsche Industrie zu einem Vorreiter bei Wasserstofftechnologien aufsteigen kann.

Alte Ideen für neues Energiezeitalter?

In der Natur kommt Wasserstoff fast ausschließlich in gebundener Form vor, zum Beispiel in Wasser oder in Gasen. Traditionell lässt sich Wasserstoff mit Hilfe der Dampfreformierung aus Erdgas gewinnen. Allerdings entsteht dadurch CO2.  Eine weitere Option ist die Wasserelektrolyse, bei dem Wasser mit Strom in seine Bestandteile – Wasserstoff und Sauerstoff - gespalten wird, um Wasserstoff zu gewinnen. Wenn der eingesetzte Strom erneuerbar ist oder wenn die CO2-Emissionen von fossilem Erdgas unterirdisch gespeichert oder stofflich gebunden werden können, spricht man von klimaneutralem grünen oder blauen Wasserstoff.   

Die Idee, Wasserstoff als nachhaltigen Energieträger zu nutzen, ist nicht neu. 2002 sorgte der US-amerikanische Ökonom Jeremy Rifkin mit dem Buch „Die H2-Revolution“ für Aufsehen, indem er skizzierte, wie Wasserstoff ein neues Energiezeitalter einläutet – weg vom Primat fossiler Energieträger wie Kohle und Erdöl. Im Jahr 2018 zeigte die Studie des Weltenergierates wie so ein globaler Markt für erneuerbaren Wasserstoff Deutschland im Jahr 2050 bis zu 20.000 Terrawattstunden an Energie liefern könnte. Das entspricht Stand heute in etwa der Hälfte der weltweiten Nachfrage nach Rohöl. Dazu müssten Wasserstoffanlagen mit einer Leistung von bis zu 6.000 Gigawatt entstehen – vergleichbar mit der Leistung von 4.200 mittelgroßen Atomkraftwerken.

Die Hürden für eine großflächige Marktdurchdringung, global und konkret in Deutschland und der EU, sind aber derzeit noch hoch. Um nach vielen erfolgreichen Pilotprojekten den Weg für die ersten Anwendungen im industriellen Maßstab zu ebnen werden vor allem Anpassungen an den heutigen regulatorischen Rahmenbedingungen notwendig sein. Größtes Hemmnis für eine breite Nutzung von klimaneutralem Wasserstoff sind vor allem die hohen Kosten.

Wettbewerbsfähigkeit von Wasserstoff verbessern

Die Gestehungskosten von klimaneutralem Wasserstoff werden durch die Technologiekosten der Anlagen und vor allem die Stromkosten beeinflusst. In Deutschland wird der erneuerbare Strom von Umlagen und Abgaben – allen voran der EEG-Umlage – befreit werden müssen, um die Wettbewerbsfähigkeit von klimaneutralem Wasserstoff zu verbessern. Zusätzlich müssen privatwirtschaftliche Investitionen in erste Anlagen im industriellen Maßstab von der Politik gefördert werden. Denn diese Investitionen leisten einen Beitrag zur Zukunftsfähigkeit der deutschen Industrie im Inland und ihrer Wettbewerbsfähigkeit auf internationalen Märkten.  

Auch durch verstärkte Nachfrage nach klimaneutralem Wasserstoff kann seine Wettbewerbsfähigkeit verbessert werden. Hierzu hat die EU mit der europäischen Erneuerbaren-Energien-Richtlinie (RED II) bereits wichtige Weichen gestellt. Konkret geht es hierbei um die Nutzung von erneuerbarem Wasserstoff in Raffinerieprozessen zur Entschwefelung der Vorprodukte von Diesel und Benzin, die von der EU regulatorisch angereizt wird, um so die Emissionen im Verkehr zu reduzieren. 

Eine Importstrategie für Wasserstoff ist notwendig

Wasserstoff spielt in vielen industriellen Prozessen eine wichtige Rolle: Als Prozessgas für Raffinerien, als Grundstoff für Basischemikalien wie Ammoniak oder Methanol in der chemischen Industrie oder als Ersatz für Kohle­ bzw. koksbasierte Prozesse in der Stahlindustrie. Deshalb ist Wasserstoff eine Chance, auch im Jahr 2050 Industrieland zu bleiben. Und da es aus heutiger Sicht unrealistisch erscheint, dass ausreichend Mengen von Wasserstoff auf deutschem Boden entstehen, muss Deutschland zugleich eine Importstrategie in Partnerschaft mit anderen Nationen entwickeln. Industriestaaten wie Deutschland müssten ein vitales Interesse an der möglichst baldigen Schaffung eines globalen und liquiden Marktes für Wasserstoff und seine Derivate zu marktfähigen Preisen haben.

Das sonnenreiche Australien steht als ein möglicher Kooperationspartner in den Startlöchern. Wissenschaftler und Industrievertreter beider Länder sollen bis 2020 die Umsetzung klimaneutraler Wasserstoffproduktion auf australischem Boden für den deutschen Markt prüfen. Der BDI unterstützt solche konkreten Projekte für internationale Lieferketten unter Beteiligung deutscher Unternehmen. Voraussetzung für den Aufbau erster physischer Wasserstoffimporte sind u. a. die Absicherung privater Investitionen im Ausland, Finanzierungsmöglichkeiten und Abnahmegarantien für die produzierten klimaneutralen Kraftstoffmengen für beteiligte Firmen. Ein internationales Zertifizierungssystem für Wasserstoff wird zudem für das Monitoring der Importlieferketten notwendig sein.

Der Weg zu einer globalen Wasserstoffwirtschaft ist nicht einfach, aber es ist absehbar die einzige Chance, um den Industriestandort Deutschland in seiner vertrauten Form auch jenseits von 2050 zu sichern.