Wasserstoff nicht per se Hoffnungsträger der Energiewende

Ein konsequenter Ausbau der Erneuerbaren und die Wasserstoffproduktion insbesondere in Zeiten, in denen viel Strom erzeugt wird, sind für die klimafreundliche Produktion grünen Wasserstoffs unabdingbar. Dies erklären die Autoren einer Studie, die das Reiner Lemoine Institut m Auftrag der Ökoenergiegenossenschaft Green Planet Energy − vormals Greenpeace Energy − erstellt hat.

In welchen Mengen grüner Wasserstoff auf deutschem Boden produziert wird, hängt den Studienautoren zufolge vor allem von drei Faktoren ab: der installierten Kapazität an Elektrolyseuren, der Verfügbarkeit von grünem Strom und der Auslastung der Elektrolyseure − also der Frage, mit wie vielen Volllaststunden sie betrieben werden. Auf Basis der Erneuerbaren- und Elektrolyse-Ausbauziele der Bundesregierung analysieren Autoren, wie viel grüner Wasserstoff sich inländisch produzieren lässt.

Vorweg: Die Ziele der Bundesregierung für den Ausbau der Erneuerbaren und der Elektrolyseure erachten die Autoren als „überaus ambitioniert“: Bis zum Jahr 2030 sollen in Deutschland 360.000 MW an Erneuerbarer-Leistung und 10.000 MW Elektrolysekapazität installiert sein. Werden die Elektrolyseure überwiegend flexibel und mit niedrigen Vollaststunden betrieben, ließen sich damit laut Studie 35 Milliarden kWh grüner Wasserstoff in Deutschland erzeugen. Bei einer inflexiblen Fahrweise und damit hohen Vollaststunden wären es dagegen bis zu 80 Milliarden kWh. Wie stark dadurch jedoch das Stromsystem gefordert werde, hänge davon ab, ob die Erneuerbaren-Ausbauziele erreicht werden.

Die Autoren der Studie skizzieren zwei Szenarien:

• Bei Erreichung des erneuerbaren Ausbaus bis 2030: Je nach Flexibilität der Elektrolyseure werden zwischen 4 und 21 Prozent der verfügbaren Gesamtstrommenge an erneuerbarer Energie für die Wasserstofferzeugung genutzt.
• Bei Verfehlung des Ausbaus der Erneuerbaren bis 2030: Der Anteil an der erneuerbaren Gesamtstrommenge steigt weiter auf bis zu 25 Prozent.

Die Annahme der Autoren: Ist der Anteil der Elektrolyse am Stromverbrauch sehr hoch, kann dies dazu führen, dass die Wasserstofferzeugung mit steigenden Strombedarfen in anderen Bereichen konkurriert. Wäre dann bei hoher Stromnachfrage nicht ausreichend grüner Strom verfügbar, müssten fossile Energiequellen die Stromlücke füllen. Infolgedessen schreiben sie dem Erreichen der grünen Ausbauziele und der Auslastung der Elektrolyseure einen maßgeblichen Einfluss darauf zu, inwieweit durch die Wasserstoffwirtschaft Mehremissionen im Stromsystem zu erwarten sind.

Kathrin Goldammer, Geschäftsführerin des Reiner Lemoine Instituts, betont: „Damit Wasserstoff der Energiewende hilft, muss er klimafreundlich hergestellt werden. Nur dann werden Emissionen wirklich reduziert.“
 
H2-Einsatz nicht zulasten effizienterer Wärmepumpen

Wenn die Ausbauziele der Bundesregierung für erneuerbare Energien verfehlt und zugleich Elektrolyseure inflexibel gefahren würden, steigen die klimaschädlichen Emissionen um fast 9 Prozent, so ein Fazit. „Die flexible Fahrweise beim Betrieb von Elektrolyseuren mit wenigen Volllaststunden ist die entscheidende Stellschraube in der Transformationsphase, denn bereits in den frühen Phasen auf dem Weg zur Klimaneutralität im Jahr 2045 sollten wir Emissionen so weit wie möglich vermeiden“, erklärt Carolin Dähling, Leiterin Politik und Kommunikation bei Green Planet Energy.

Grüner Wasserstoff solle langfristig ausschließlich dort zum Einsatz kommen, wo es keine Alternativen gibt, wie etwa der Stahlproduktion und dem Flugverkehr. Bei der Nutzung des Wasserstoffs als Ersatz für fossiles Erdgas im Heizungsbereich müsste darauf geachtet werden, dass sein Einsatz die Wärmewende nicht zulasten effizienterer Wärmepumpen verzögern darf.

Darüber hinaus sieht die Studie einen Handlungsbedarf für die nationale Wasserstoffstrategie: „Die Bundesregierung muss sicherstellen, dass die Wasserstoffproduktion auch tatsächlich mit dem Ausbau und der wachsenden Stromproduktion aus erneuerbaren Energien synchronisiert wird. Nur dann erfüllt sich das Versprechen von Wasserstoff als Hoffnungsträger der Energiewende“, so Dähling. Dazu brauche es etwa strenge Nachweiskriterien für grünen Wasserstoff: „Zu lasche Vorgaben würden zu Intransparenz führen und damit Greenwashing ermöglichen“, befürchtet Dähling.

Die Studie "Ein nachhaltiger Weg zu einem erneuerbaren Energiesystem: Einsatz von grünem Wasserstoff und flexibler Elektrolyse" lässt sich auf der Internetseite des Reiner Lemoine Instituts downloaden.