Key Takeaways
- Mit Förderkosten von weniger als 1 Euro pro Kilogramm ist weißer Wasserstoff weitaus wirtschaftlicher als andere Varianten, wie grüner Wasserstoff, der etwa 5 Euro kostet. Diese Kostenvorteile machen ihn für den breiten Einsatz in der Industrie attraktiv.
- Die nahezu emissionsfreie Produktion und Nutzung von weißem Wasserstoff tragen erheblich zur Reduzierung von Treibhausgasen bei. Zudem entstehen keine schädlichen Nebenprodukte, wodurch die Umweltbelastung minimiert wird.
- Deutschland will bis 2032 ein 9.040 Kilometer langes Wasserstoffkernnetz aufbauen, was Investitionen in Höhe von rund 18,9 Milliarden Euro erfordert. Dies umfasst unter anderem den Umbau bestehender Erdgasleitungen und den Bau neuer Wasserstoffleitungen.
- Da in Deutschland keine großen Vorkommen an weißem Wasserstoff entdeckt wurden, ist das Land bei der Umsetzung seiner Wasserstoffstrategie auf Importe angewiesen. Ein großer Teil des Wasserstoffbedarfs soll durch Importe gedeckt werden, der Rest durch im Inland produzierten grünen Wasserstoff.
Weißer Wasserstoff stellt für Deutschland eine vielversprechende Energiequelle dar, die im Bestreben zur Erreichung der Kohlenstoffneutralität bis 2045 eine zentrale Rolle einnehmen könnte. Dieser natürlich vorkommende Wasserstoff wird in unterirdischen Lagerstätten gefunden und unterscheidet sich grundlegend von den künstlich erzeugten Varianten wie grauem, blauem oder grünem Wasserstoff. Da er ohne komplexe chemische Umwandlungsprozesse genutzt werden kann, bietet weißer Wasserstoff sowohl eine kosteneffiziente als auch eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen fossilen Energiequellen.
Die Erzeugung von weißem Wasserstoff ist weniger komplex und kostengünstiger als die anderer Wasserstoffarten
Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen entstehen bei der Verbrennung von Wasserstoff keine schädlichen Stick- oder Schwefeloxide, sondern nur Wasser. Wasserstoff ist daher ein wichtiger Bestandteil der EU-Strategie für die Energiewende, Netto-Null-Emissionen und nachhaltige Entwicklung. Nach Angaben der Europäischen Kommission soll Wasserstoff bis 2050 etwa 10 % des Energiebedarfs der Europäischen Union decken und energieintensive Industrieprozesse und den Verkehrssektor maßgeblich dekarbonisieren.
Grauer Wasserstoff entsteht meist durch die chemische Dampfreformierung von Methan unter Verwendung von Erdgas, wobei erhebliche Mengen CO₂ freigesetzt werden, was die Umwelt belastet. Blauer Wasserstoff nutzt ebenfalls Methan, speichert jedoch das entstehende CO₂, um Emissionen zu minimieren. Dennoch ist die CO₂-Speicherung technisch aufwendig und es besteht das Risiko von Leckagen, weshalb blauer Wasserstoff in der Kritik steht, keine langfristig nachhaltige Lösung darzustellen.
Die Produktion von grünem Wasserstoff erfolgt durch Elektrolyse, bei der Wasser mithilfe von Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Solar- oder Windkraft in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten wird. Dieser Prozess ist zwar emissionsfrei, erfordert jedoch einen hohen Energieeinsatz, da für die Erzeugung des benötigten Stroms große Solar- oder Windkraftanlagen eingesetzt werden müssen. Die erforderliche Infrastruktur und die energieintensiven Prozesse machen die Produktion von grünem Wasserstoff kostspielig.
Laut einem Beitrag der American Association for the Advancement of Science aus dem Jahr 2023 kann weißer Wasserstoff für weniger als 1 Euro pro Kilogramm hergestellt werden, während grüner Wasserstoff aktuell etwa 5 Euro pro Kilogramm kostet.
Die Gewinnung von weißem Wasserstoff ähnelt der von Erdgas und beginnt mit der Erkundung von Lagerstätten, gefolgt von gezielten Bohrungen. Der Wasserstoff wird mithilfe von Fördersystemen an die Oberfläche gebracht, wo er entweder direkt genutzt, unter Druck in unterirdischen Kavernen gespeichert oder weitertransportiert werden kann. Der Transport erfolgt in der Regel über spezielle Pipelines oder in gasförmigem oder verflüssigtem Zustand in Druckbehältern. So ist eine konstante Versorgung ohne aufwendige Umwandlungsprozesse möglich, was weißen Wasserstoff besonders attraktiv macht.
Wasserstoff kann die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringern und zu einer emissionsfreien Energieversorgung beitragen
Wasserstoff bietet die Chance, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen erheblich zu verringern. Geopolitische Spannungen, wie der Ukraine-Krieg oder Krisen im Nahen Osten, führen oft zu unvorhersehbaren Preisschwankungen und Versorgungsengpässen bei Erdgas und Erdöl. Durch den verstärkten Einsatz von Wasserstoff könnten diese Risiken erheblich minimiert und die Energiesouveränität Deutschlands gestärkt werden.
Wasserstoff hat großes Potenzial zur Dekarbonisierung des Energiesektors und bietet vielseitige Anwendungen, unter anderem in Gebäuden. Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (PEMFC), die von Unternehmen wie Siemens Energy entwickelt werden, spielen hierbei eine Schlüsselrolle. Diese hocheffizienten Brennstoffzellen sind ideal für die Gebäudeintegration, da sie sowohl Strom als auch Wärme erzeugen. Siemens Energy und andere Unternehmen arbeiten kontinuierlich an der Optimierung dieser Technologien, um eine zuverlässige und umweltfreundliche Energieversorgung zu ermöglichen.
Die Nutzung von weißem Wasserstoff fördert den umweltfreundlichen Transport und die Dekarbonisierung in der Industrie
Weißer Wasserstoff bietet ein erhebliches Potenzial im Transportsektor, insbesondere als sauberer Kraftstoff für Pkw, Lastwagen und Züge, da er emissionsfrei ist. Unternehmen wie Daimler Truck und die Volvo Group fördern diese Innovation durch ihr Joint Venture Cellcentric, das auf die Entwicklung von Brennstoffzellensystemen für schwere Nutzfahrzeuge spezialisiert ist. Diese Technologie befindet sich derzeit noch in einem frühen Entwicklungsstadium. Trotz bestehender Herausforderungen in Bezug auf Infrastruktur und Kosten hat weißer Wasserstoff das Potenzial, eine umweltfreundliche Alternative im Transportsektor zu werden.
In der Schwerindustrie hat weißer Wasserstoff das Potenzial, kohlenstoffintensive Produktionsprozesse zu dekarbonisieren, beispielsweise in der Stahlproduktion. Unternehmen wie ThyssenKrupp und die Salzgitter AG haben bereits angekündigt, ihre Produktionsprozesse auf wasserstoffbasierte Verfahren umstellen zu wollen und dabei Wasserstoff als Reduktionsmittel zu verwenden. Durch diese Umstellung könnten die CO₂-Emissionen erheblich gesenkt werden.
Deutschlands Zukunft mit weißem Wasserstoff hängt von Infrastrukturinvestitionen und Importen ab
Trotz des großen Potenzials von weißem Wasserstoff steht Deutschland vor beträchtlichen technischen und wirtschaftlichen Herausforderungen. Eine wesentliche Hürde dabei ist die Identifikation und Quantifizierung natürlicher Wasserstoffvorkommen. Während in Frankreich im Lothringischen Becken beträchtliche Mengen entdeckt wurden, fehlen in Deutschland vergleichbare Funde, weshalb das Land stark auf Importe angewiesen sein wird.
Laut der Strategie der Bundesregierung für den Import von Wasserstoff sollen bis 2030 etwa 50 % bis 70 % des prognostizierten Wasserstoffbedarfs durch Importe aus Ländern wie Norwegen, Australien und Kanada gedeckt werden. Der restliche Bedarf soll durch den Ausbau der heimischen Elektrolysekapazitäten und die Nutzung von grünem Wasserstoff aus erneuerbaren Energien gedeckt werden.
Um den Bedarf an Wasserstoff effizient zu decken und die nationale Energiesicherheit zu stärken, ist der Aufbau einer robusten Transportinfrastruktur unerlässlich. Deutschland plant daher, bis 2032 ein umfassendes Wasserstoff-Kernnetz von 9.040 Kilometern zu errichten, was laut aktueller Schätzungen der Bundesnetzagentur Investitionen von rund 18,9 Milliarden Euro erfordert. Dieser Plan, der am 22. Oktober 2024 von der Bundesnetzagentur genehmigt wurde, beinhaltet sowohl die Umrüstung bestehender Erdgasleitungen als auch den Ausbau neuer Wasserstoffleitungen, um den Übergang zu erneuerbaren Energien zu beschleunigen.
Final Word
Weißer Wasserstoff bietet Deutschland das Potenzial, die CO₂-Emissionen deutlich zu reduzieren und seine Klimaziele durch die Nutzung von natürlich vorkommendem Wasserstoff zu erreichen. Um dieses Potenzial voll auszuschöpfen, sind umfangreiche Investitionen in die Transport- und Speicherinfrastruktur erforderlich. Darüber hinaus ist eine zuverlässige Importstrategie notwendig, um den Bedarf zu decken und die Versorgungssicherheit zu gewährleisten.
