Klimaziele nur mit breitem Wasserstoff-Einsatz zu erreichen

Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen: Je mehr CO2 in Deutschland eingespart werden soll, desto größer ist der Bedarf an Wasserstoff. Und je früher die Klimaschutzziele erreicht werden sollen, desto schneller müssen diese Mengen zur Verfügung stehen.

„Ohne den breiten Einsatz von Wasserstoff werden wir die noch einmal verschärften Klimaziele nicht erreichen können. Die Bedarfe in Industrie, Verkehr und Wärmesektor sind deutlich höher als bislang von der Politik erwartet“, erklärte Katherina Reiche, Vorsitzende des Nationalen Wasserstoffrates. Die Studie zeige, was nun zu tun ist: Die Bundesregierung müsse die Weichen so stellen, dass die erforderlichen Mengen in den nächsten Jahren auch zur Verfügung stehen

Dafür notwendig sind ein rascher Markthochlauf der Wasserstoffwirtschaft, ein ehrgeiziger Ausbau der erneuerbaren Energien sowie der schnelle Aus- und Aufbau einer Netzinfrastruktur. Dabei können Wasserstoff und wasserstoffbasierte Syntheseprodukte in ihrer benötigten Menge nicht allein auf Basis einheimischer Ressourcen bereitgestellt werden. Sie werden zu einem signifikanten Anteil importiert werden müssen. Der Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft mit ihren internationalen Wertschöpfungsketten muss daher europäisch und global zugleich gedacht werden.

Verzehnfachung zwischen 2030 und 2050

Für ihre Metastudie haben die Fraunhofer-Institute ISI, ISE und IEG aktuelle Systemstudien mit Fokus auf die Nachfrage nach Wasserstoff und wasserstoffbasierten Energieträgern in Deutschland ausgewertet. Die heutige Wasserstoffproduktion in Deutschland liegt demzufolge bei 57 Mrd. kWh pro Jahr. Diese Menge wird fast vollständig mit fossilen Energieträgern hergestellt. Ab 2030 zeigt die Untersuchung erste relevante Nachfragemengen nach grünem Wasserstoff und Derivaten von bis zu 80 Mrd. kWh. Dieser Bedarf wächst im Jahr 2040 auf 100 bis 300 Mrd. kWh an. Für das Jahr 2050 steigt die Bandbreite des Bedarfs an Wasserstoff und wasserstoffbasierten Syntheseprodukten dann auf 400 bis knapp 800 Mrd. kWh. Insgesamt zeigt sich zwischen den Jahren 2030 und 2050 eine Verzehnfachung des maximalen Bedarfs an Wasserstoff und seinen Derivaten.

Weitere Kernaussagen der Metastudie:

• Um den potenziellen Wasserstoffbedarf in 2040 und 2050 zu decken, wird der Import immer wichtiger werden. Dabei liegt der Importanteil an wasserstoffbasierten Syntheseprodukten in allen Studien höher als der Importanteil an reinem Wasserstoff.
• Den größten Bedarf erkennt die Studie im Industriesektor. Im Jahr 2050 werden hier bis zu 500 Mrd. kWh benötigt. Die größten Abnehmer sind die Eisen- und Stahlindustrie sowie die chemische Industrie.
• Einen großen Bedarf sehen die Studien auch im Verkehrssektor. Er benötigt im Jahr 2050 zwischen 150 und 300 Mrd. kWh. Im Fokus steht dabei insbesondere der internationale Flug- und Schiffsverkehr mit einem Bedarf von 140 bis 200 Mrd. kWh.
• Weitere Abnehmer sieht die Metastudie im Gebäudesektor (bis zu 200 Mrd. kWh bis zum Jahr 2050) und im Umwandlungssektor zur Strom- und Wärmeerzeugung (zwischen 50 und 150 Mrd. kWh bis zum Jahr 2050). 

Die Entwicklung der Nachfrage nach Wasserstoff hängt nach der Metastudie von vielen Faktoren ab. Nur wenige Studien sehen eine große Relevanz von „Carbon Capture and Storage“, der Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid. Sollte sich diese Technologie aber in stärkerem Maße durchsetzen, würde die zukünftige Nachfrage nach Wasserstoff und Derivaten sinken, da mehr prozessbedingte Restemissionen zugelassen werden können. Um die Marktdurchdringung von Wasserstoff und Derivaten zu beschleunigen, müssten technologische Entwicklungen und Kostensenkungspotenziale bei Elektrolyseuren, Transporttechnologien oder der Luftabscheidung von CO2 weiter vorangetrieben werden.

Katherina Reiche zusammenfassend: „Wir müssen große Kapazitäten an Elektrolyseanlagen im Inland errichten. Wir müssen die erneuerbaren Energien weiter massiv ausbauen, um die erforderlichen Mengen an grünem Strom zu erhalten. Wir müssen unsere Infrastruktur für den Transport von Wasserstoff ertüchtigen und ausbauen. Wir müssen internationale Energiepartnerschaften schließen, um die notwendigen Importe abzusichern. Und wir müssen Anreize schaffen für die heute noch zu teure Nutzung von Wasserstoff. Nur wenn uns all das gelingt, werden wir den Hochlauf einer Wasserstoffwirtschaft und die Entwicklung eines Wasserstoffmarktes schaffen.“

Die Metastudie Wasserstoff – Auswertung von Energiesystemstudien kann auf den Webseiten des Nationalen Wasserstoffrates und des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung heruntergeladen werden.