Auf dem Papier steht schon alles fest: Wenn es nur um Strategien ginge zum Ausbau der Wasserstoffwirtschaft, dann wäre die Lage hierzulande glänzend. Baden-Württemberg hat eine Wasserstoffstrategie, Bayern und Nordrhein-Westfalen auch. Deutschland hat ebenfalls eine, genauso wie Portugal und Frankreich. Im Sommer 2020 hat auch die EU ihre Strategie präsentiert, mit der der Weg an die Weltspitze der Wasserstoffwirtschaft gelingen soll. Aber Papier ist eben auch geduldig. Und mit Japan, China und Südkorea haben sich in den vergangenen Jahren mehrere asiatische Länder in Stellung gebracht, die bei der Wasserstoffnutzung mittlerweile als Vorreiter gelten.
Wasserstoff – er gilt als Schlüsselelement der Gegenwart. Und als klimafreundliches Mittel zum Zweck für die Energie der Zukunft. Mit anderen Worten: Wasserstoff könnte möglicherweise eines der größten Probleme der Menschheit lösen – und zwar weltweit. Und wer dabei die Nase vorn hat, kann davon auch wirtschaftlich profitieren. Die ersten vielversprechenden Schritte sind zwar gemacht – von einer echten Wasserstoffwirtschaft ist Europa aber noch weit entfernt. Zeit für eine Bestandsaufnahme.
Wirklich neu ist der Energieträger nicht: Die Elektrolyse, das Verfahren für seine Herstellung, ist seit gut 200 Jahren bekannt. Unter Einsatz von Strom entstehen aus Wasser zwei Gase: Sauerstoff und energiereicher Wasserstoff. So wird aus Strom ein Energieträger, der gespeichert, transportiert und gehandelt werden kann. „Grüner Wasserstoff“, bei dem der Strom für seine Erzeugung von Windrädern oder anderen erneuerbaren Energien stammt, ist komplett klimaneutral.
Problemlöser Wasserstoff
Und auch wenn diese Eigenschaften vor gut 200 Jahren kaum jemand interessiert haben dürften: Für den heutigen Kampf gegen den Klimawandel ist grüner Wasserstoff essenziell. Er löst nämlich gleich zwei große Probleme der Energiewende: Zum einen kann er aus Sonne und Wind erzeugten Strom speichern. Zum anderen bringt er nachhaltige Energie in Anwendungsbereiche, die nicht oder nur bedingt elektrisch betrieben werden können. Zum Beispiel in Industrie, Schwerlastverkehr und Wärmesektor, die heute noch größtenteils von fossilen Energieträgern abhängig sind. Wasserstoff – ein Problemlöser?
Vor allem für den Güterverkehr auf der Straße wird die Zeit knapp, drohen doch beim Überschreiten von CO2-Zielen in Zukunft hohe Strafen. Wasserstoff-LKW „Made in Europe“ gibt es zwar noch keine: Unternehmen wie Daimler, Volvo, Iveco oder Bosch arbeiten aber mit Hochdruck daran, entsprechende Fahrzeuge marktreif zu machen. In Südkorea hingegen sind solche LKW bereits erhältlich. Von dort stammen die 1.600 Exemplare, die die Schweiz unlängst bestellte – und die ersten 50 bereits erhielt.
Wasserstoffantriebe sollen Dieselmotoren auch auf der Schiene ersetzen: Die Deutsche Bahn plant ab 2024 den Testbetrieb eines entsprechenden Regionalzugs, bis 2050 will die Bahn klimaneutral sein. „Dann werden wir kein einziges Fahrzeug mehr mit konventionellem Diesel betreiben“, sagte Sabina Jeschke, im Bahn-Vorstand zuständig für Digitalisierung und Technik in einem Interview. Dafür müssen insgesamt 1.300 Dieseltriebzüge ersetzt werden.
„EU muss ihre Stärken ausspielen“
Dabei ist die Bahn nur eine von vielen Wasserstoff-Interessenten – und eben darin besteht die Herausforderung einer erfolgreichen Wasserstoffstrategie: Je schneller die Technologie bis zur Marktreife entwickelt wird, desto schneller wächst auch die Nachfrage nach grünem Wasserstoff – und zwar zeitgleich. Die Kapazitäten zur Herstellung müssen also massiv ausgebaut werden. An der Stelle könnte Europa sogar einen Vorteil haben.
„Die EU muss jetzt ihre Stärken ausspielen: Vernetzen und Standardisieren“, sagt Christopher Hebling, Bereichsleiter Wasserstofftechnologien am Fraunhofer-Institut. Dabei sei es umso wichtiger, Forschung und Industrie mit der Politik an einen gemeinsamen Tisch zu bekommen. Ein Beispiel: Die European Green Hydrogen Alliance bringt Entscheider aus Industrie und Wirtschaft bei sogenannten „CEO-Roundtables“ an einen Tisch. „Da geht es immer auch darum, Industriebeteiligte zu hohen Investments zu animieren“, sagt Hebling. „Denn letztlich muss die Industrie ja die Wasserstoffwirtschaft umsetzen.“
Je vernetzter die Wirtschaft in Europa – desto größer die Chance für einen erfolgreichen Umbau. Zusätzliche Impulse setzt Brüssel. So will die EU, dass ihre Mitglieder bis 2024 eine Elektrolyseleistung von mindestens sechs Gigawatt erreichen. Bis zum Jahr 2030 soll diese Kapazität auf 40 Gigawatt wachsen – das entspräche 10 Millionen Tonnen Wasserstoff. Zum Vergleich: Um die Hochöfen der hiesigen Stahlindustrie mit grünem Wasserstoff zu betreiben, „bräuchte es jährlich etwa 2,5 Millionen Tonnen“, sagt Hebling.
Neuer Stoff in alten Schläuchen
Ein Teil davon könnte vor den Küsten Europas entstehen: Schon heute gibt es in Nord- und Ostsee Windparks, die einen Teil ihres Stroms in Wasserstoff umwandeln. Tendenz steigend. Ein Beispiel: NortH2. Das Konsortium aus Gasunie, Groningen Seaports und Shell Nederland plant einen Mega-Offshore-Windpark, der in Eemshaven nahe der deutschen Grenze die größte Anlage für grünen Wasserstoff in Europa mit Strom versorgen soll. NortH2 will so bis spätestens 2040 rund 800.000 Tonnen grünen Wasserstoff jährlich produzieren. Dänemark plant gleich eine ganze Energieinsel: Auf künstlich aufgeschüttetem Land soll noch vor 2030 eine Anlage mit einer Spitzenleistung von 10 Gigawatt in Betrieb gehen. Es tut sich also was.
Wie aber kommt der Nordsee-Wasserstoff zu einem Hochofen im Ruhrgebiet oder zu einem Regionalzug in der Toskana? „Klar ist: Wir brauchen eine europäische Infrastruktur für den Transport“, sagt Hebling. Dafür seien Pipelines das wichtigste Mittel; das Gasnetz in Europa biete hier Chancen. „Die schon jetzt vorhandenen Erdgaspipelines sind auch für den Transport von Wasserstoff grundsätzlich geeignet“, sagt Hebling.
Exporteure gesucht
Und dennoch: Egal, wie gut sich die Kapazitäten für die europäische Wasserstoffproduktion entwickeln – ohne Energie-Importe wird Europa kaum auskommen. Der Blick fällt dabei auf Afrika. Zwischen Marokko und Deutschland gibt es bereits eine Kooperation. Am Rande des Atlasgebirges entsteht nahe der 80.000-Einwohnerstadt Ouarzazate die erste industrielle Anlage für grünen Wasserstoff in Afrika. Diese wiederum bezieht ihren Strom von einer der größten Solaranlagen der Welt: dem Noor-Kraftwerk. Es versorgt 1,3 Millionen Menschen mit Strom und entstand in Zusammenarbeit mit dem deutschen Bundesentwicklungsministerium.
Mit der neuen Anlage soll die effiziente Gewinnung von grünem Wasserstoff und grünem Ammoniak erprobt werden. Die Demonstrationsanlage mit einer Kapazität von etwa vier Tonnen pro Tag wird gerade für die Produktion vorbereitet. Angesichts eines weltweiten Bedarfes von jährlich 180 Millionen Tonnen Ammoniak für die Düngemittelproduktion ist die Anlage in Quarzazate nur ein Anfang. Aber immerhin: ein Anfang.
Bildergalerie: Solarkraft aus der Wüste
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Wie es weitergehen könnte – bei Fraunhofer ist dazu ein Potenzialatlas mit möglichen weiteren Exporteuren in Planung. „Nur Sonnenschein reicht nicht aus“, sagt Hebling. Da für ein Kilogramm Wasserstoff neun Liter Wasser benötigt werden, sei auch der Zugang zu Wasser wichtig; Meerwasserentsalzung habe sich mittlerweile als Basistechnologie etabliert. Eine vorhandene Infrastruktur mit Pipelines oder Häfen sei ein Bonus – genauso wie ein stabiles Stromnetz. Nicht zuletzt spiele die politische Stabilität eines Landes eine wichtige Rolle: „Die Industrie muss ja dort investieren, und das wird sie nicht, wenn es keine verlässlichen Rahmenbedingungen gibt“, sagt Hebling.
Wasserstoff down under
Hinsichtlich der Stabilität müssten sich Investoren bei einem weiteren möglichen Partner hingegen wohl keine Sorgen machen: Australien. Im Rahmen der nationalen Wasserstoffstrategie entsteht derzeit eine Machbarkeitsstudie zu einer möglichen deutsch-australischen Partnerschaft bei grünem Wasserstoff. Mit 1,5 Millionen Euro unterstützt das Bundesforschungsministerium die auf zwei Jahre angelegte Studie.
Aus deutscher Sicht ist dabei vor allem die Aussicht auf den Export hiesiger Wasserstofftechnologie nach Australien interessant. Aber auch der Import von grünem Wasserstoff scheint nicht komplett illusorisch zu sein – obwohl Fragen bleiben. Eine Lieferkette einmal ans andere Ende der Welt – kann das eine gute Idee sein? Fest steht in jedem Fall: Bei der Jagd nach dem Energieträger der Zukunft werden weite Wege gegangen. „In Australien werden wir vieles in der Realität beobachten und quantifizieren können: Wie hoch sind Kosten für Erzeugung und Transport bei wirklich großen Entfernungen“, sagt Hebling. „Der Gedanke dabei: Wenn es mit Australien funktioniert, dann erst recht mit allen Partnern, die näher sind.“
Dabei sind die Europäer keineswegs die einzigen oder ersten, die down under nach Partnern suchen. Hebling erinnert sich an eine Delegationsreise im Jahr 2019 nach Australien: „Japan, Südkorea und auch China waren schon lange vor uns da.“ Und das durchaus erfolgreich. In Melbourne wurde mit Investitionen aus Japan ein Hafen für Flüssigwasserstoff gebaut, das Äquivalent dazu entsteht in Kobe. Die Lieferkette für grünen Wasserstoff in großem Maßstab – sie soll bis spätestens 2025 in großem Maßstab in Betrieb gehen.
Höchste Zeit also für Europa, hier nachzuziehen.
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