Hoffnungsträger Wasserstoff: Der Stoff, aus dem die Energiewende gemacht ist?

Deutschland will bis 2045 klimaneutral werden. Um das zu erreichen, braucht es Alternativen zu fossilen Energieträgern wie Erdöl und Erdgas. Als einer der Hoffnungsträger gilt Wasserstoff.¹ 

Aber kann das Gas wirklich eine Schlüsselrolle auf dem Weg zur klimaneutralen Energieerzeugung spielen? Wir gehen der Frage nach, beleuchten die Chancen und Herausforderungen und werfen einen Blick auf den aktuellen Stand der Wasserstoffwirtschaft in Deutschland und Europa. 

Was Wasserstoff so beliebt macht: Das am häufigsten vorkommende Element in unserem Universum ist weder giftig noch radioaktiv und hinterlässt beim Verbrennen keine Rückstände. Allerdings ist das ultraleichte Gas namens H2 nicht leicht zu fassen: Es kommt auf der Erde praktisch nur in gebundener Form vor, etwa in Wasser, Kohlenwasserstoffen und anderen organischen Verbindungen.1 Um Wasserstoff als Energieträger nutzen zu können, muss das Gas zunächst aus diesen Verbindungen herausgelöst und abgespalten werden. Dies geschieht mit Hilfe von Energie in Form von Strom, ein Vorgang der Elektrolyse heißt.²  

Stammt der für die Elektrolyse benötigte Strom aus erneuerbaren Quellen wie etwa Windkraft, spricht man von grünem Wasserstoff. Darüber hinaus gibt es weitere Methoden wie den grauen Wasserstoff, der mit Hilfe fossiler Brennstoffe gewonnen wird, oder die pinke Variante, bei der Strom aus Kernenergie genutzt wird. 

Da bei der Gewinnung von grünem Wasserstoff weder klimaschädliche Treibhausgase noch radioaktive Strahlung im Spiel ist, steht diese Methode im Zentrum nachhaltiger Energieerzeugung. Auch die Einsatzmöglichkeiten – etwa in der Bauindustrie, im Verkehrssektor oder bei der Stahlproduktion – sind breit gefächert, was H2 zum Multitalent macht.⁴   

Außerdem lässt sich Wasserstoff dauerhaft und in großen Mengen speichern sowie über weite Strecken transportieren.⁵ Somit hat H2 das Potenzial, Schwankungen in der Stromproduktion durch Wind und Sonne auszugleichen. Das ist vor allem in energieintensiven Industriezweigen wie etwa der Stahlproduktion entscheidend, da so eine gleichbleibend hohe Energieversorgung gewährleistet werden kann.⁶ 

Klingt vielversprechend? Ist es auch. Allerdings gibt es beim grünen Wasserstoff eine große Lücke zwischen Umsetzung und Ambition. Denn aktuell ist grüner Wasserstoff noch nicht wettbewerbsfähig. Das hat zwei Gründe: Zum einen befindet sich die entsprechende Elektrolyse-Technologie noch in einem frühen Entwicklungsstadium, was zu hohen Investitionskosten führt. Zum anderen erfordert der Herstellungsprozess große Mengen an erneuerbarer Energie, deren Verfügbarkeit und Kosten stark schwanken.⁷ Außerdem bedarf der Transport und die sichere Speicherung von Wasserstoff den Aufbau einer eigenen Infrastruktur, die in Europa noch am Anfang steht.⁸ 

Um den Ausbau von grünem Wasserstoff zu fördern und Tempo in den Markthochlauf zu bringen, hat die deutsche Bundesregierung 2020 die Nationale Wasserstoffstrategie vorgestellt und diese 2023 fortgeschrieben. Ziel ist es, Wasserstoff als zentralen Bestandteil der Energiewende und der Dekarbonisierung der Wirtschaft zu verankern.⁹ 

Bis 2030 soll dafür eine Elektrolyse-Kapazität von 10 Gigawatt (GW) aufgebaut werden. Bisher liegt diese Kapazität erst bei rund 150 Megawatt (MW), doch Investoren und Betreiber haben neue Projekte angekündigt, die die Kapazität bis 2030 auf 13,4 GW erhöhen sollen. Dennoch wird auch die Erreichung dieses Ziels bei weitem nicht ausreichen, um den prognostizierten Bedarf (je nach Berechnung zwischen 18  und 89 GW) zu decken.⁸

Mit dem Vorhaben, Wasserstoff als eine nachhaltige, zuverlässige und perspektivisch wettbewerbsfähige Energiequelle zu etablieren, steht Deutschland nicht alleine da. H2 ist für ganz Europa ein Schlüsselelement auf dem Weg zur Klimaneutralität und ein elementarer Bestandteil des zukünftigen Energiesystems.  

Aktuell spielt Wasserstoff allerdings nur eine geringe Rolle in der europäischen Energieversorgung.¹⁰ Um das zu ändern, muss die EU über Ländergrenzen hinweg den Ausbau der nötigen Infrastruktur fördern, Rahmenbedingungen schaffen und entsprechende Investitionen in Wirtschaft und Wissenschaft fördern.¹¹