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Nationale Wasserstoffstrategie: Deutschlands Weg zum Weltmarktführer?

Grüner Wasserstoff für die Energiewende – Deutschland plant mindestens 10 Gigawatt Elektrolyse-Leistung bis 2040.

Die Bundesregierung hat am 10. Juni 2020 die Nationale Wasserstoffstrategie beschlossen. Übergreifendes Ziel ist es, Deutschland bei den Technologien rund um den Energieträger Wasserstoff zum führenden Anbieter weltweit zu machen. Gleichzeitig sollen mit der Dekarbonisierung unterschiedlicher Sektoren (Schwerlast-Verkehr, Schiffverkehr, Flugverkehr, Stahl- und Zement-Industrie) die klimaschädlichen Treibhausgas-Emissionen (Kohlendioxid) gemindert werden – um so zu beizutragen, die globale Erderwärmung auf 2 Grad Celsius Ende des Jahrhunderts zu begrenzen.

Grüner Wasserstoff ist gemeinsam seinen Folgeprodukten wie beispielsweise Methanol (Lesen Sie auch: Methanol: Energieträger für die dritte industrielle Revolution) der entscheidende Energieträger der Zukunft. Das grüne Gas kann beispielsweise in Brennstoffzellen eingesetzt werden, um autarke Energieversorgung mit Strom und Wärme als stromerzeugende Heizung in Regionen mit und ohne Anschluss ans Stromnetz zu ermöglichen. Im Bereich der Mobilität sind die Einsatzgebiete mindestens genauso vielfältig: Der Wasserstoff dient als Basis für synthetische Kraft- und Brennstoffe, sogenannte Power Fuels.

31 Maßnahmen: Die konkreten Pläne rund um grünen Wasserstoff

Die Bundesregierung hat in der Nationalen Wasserstoffstrategie 31 Maßnahmen rund um grünen Wasserstoff erfasst, die umgesetzt werden sollen. Den Überblick gibt es hier:

Farbenlehre: Grüner, grauer, blauer türkiser Wasserstoff

Wasserstoff ist nicht gleich Wasserstoff. Das gasförmige Molekül kann auf unterschiedlichem Weg hergestellt werden – man unterscheidet dann in der Wasserstoff-Farbenlehre grünen, grauen, blauen und türkisen H2 voneinander. Dabei gibt es gewaltige Unterschiede im Hinblick auf die Umwelt- und Klimafreundlichkeit.

Die Bundesregierung setzt in ihrer Wasserstoffstrategie in erster Linie auf grünen Wasserstoff, weil nur dieser nachhaltig sei. Aber: Mindestens als Übergangslösung sowie im Zusammenspiel mit länderübergreifenden Initiativen werden auch andere Farben eine Rolle spielen müssen.

Grüner Wasserstoff: Sauber mit erneuerbarer Energie

Klassischerweise wird grüner Wasserstoff durch Elektrolyse von Wasser hergestellt. Der Elektrolyseur wird dabei ausschließlich mit Strom aus erneuerbaren Energien versorgt. Neben der PEM-Elektrolyse von Herstellern wie NEL oder Siemens und der Alkali-Elektrolyse, gibt es auch die Hochtemperatur-Elektrolyse, die beispielsweise Sunfire entwickelt. Bei allen Elektrolyse-Technologien gilt: Ist der eingesetzte Strom grün, ist am Ende auch der entstandene Wasserstoff CO2-frei und somit klimaneutral.

Grauer Wasserstoff: Fossiler Energieträger der Gegenwart

Heute wird grauer Wasserstoff in der Industrie eingesetzt. Das bedeutet, dass das Molekül auf Basis fossiler Brennstoffe gewonnen wird. Gewöhnlich dient dazu Erdgas, das unter hohe Temperatur in Wasserstoff und CO2 verwandelt wird. Man bezeichnet diese Technologie als Dampfreformierung. Häufig wird das entstandene Kohlendioxid im Anschluss unverwertet in die Atmosphäre abgegeben. Bei einer Tonne Wasserstoff, hergestellt im Dampfreformer, entstehen 10 Tonnen Kohlendioxid.

Blauer Wasserstoff: CCS-Technologie fängt CO2 auf

Blauer Wasserstoff ist eine Art Mogelpackung, denn es handelt sich lediglich um bilanzielle CO2-Neutralität: Im Grunde handelt es sich um grauen Wasserstoff. Allerdings wird das CO2 bei der Entstehung abgeschieden und gespeichert. Das sogenannte Carbon Capture an Storage Verfahren (kurz: CCS) ist in Deutschland umstritten, wird aber beispielsweise in Europa von Norwegen oder den Niederlanden angewendet.

Die Nationale Wasserstoffstrategie der Bundesregierung verweist darauf, dass es nicht ausgeschlossen werden kann, dass blauer Wasserstoff von europäischen Partnern auch grenzüberschreitend zum Einsatz kommt. Erstes Ziel der Regierung ist aber, möglichst viel grünen Wasserstoff verfügbar zu machen.

Türkiser Wasserstoff: Fester Kohlenstoff aus Methanpyrolyse

Türkiser Wasserstoff entsteht bei der thermischen Spaltung von Methan. Das Verfahren nennt sich Methanpyrolyse und wird beispielsweise von BASF entwickelt und vorangetrieben. Im Unterschied zur Herstellung von blauem Wasserstoff, entsteht dabei fester Kohlenstoff, der entsprechend in der Industrie oder als Dünger für Boden verwendet werden kann. Im Grunde ist es dann eine Art Carbon Capture and Usage, kurz CCU.

Entscheidend für die CO2-Neutralität der Methanpyrolyse ist die Versorgung des Hochtemperaturreaktors mit Wärme aus erneuerbaren Energiequellen. Auch ist maßgeblich, ob der Kohlenstoff wirklich dauerhaft gebunden werden kann.

Nationale Wasserstoffstrategie: Download des PDF-Dokuments

Das Dokument zur Nationalen Wasserstoffstrategie der Bundesregierung aus dem Juni 2020 kann hier kostenfrei heruntergeladen werden:

Wasserstoffstrategie: Partnerschaften für Export und Import

Um die Nationale Wasserstoffstrategie in die Tat umzusetzen, geht Deutschland auch Partnerschaften mit anderen Ländern ein. Einerseits möchte die Bundesregierung damit die Exportchancen für Elektrolyseure und andere Wasserstoff-Technologie nutzen. Im ersten Schritt wurde am 10. Juni 2020 eine Partnerschaft mit dem nordafrikanischen Staat Marokko bekanntgegeben – dort soll eine Elektrolyse-Anlage mit deutscher Technik gebaut werden. Der grüne Wasserstoff soll im Land selbst verwendet werden und zum Klimaschutz beitragen.

Neben Partnerschaften mit afrikanischen Ländern, sind auch europäische Partnerschaften vorgesehen. Ein Konsortium mit dem Cleantech-Unternehmen Sunfire an der Spitze will beispielsweise synthetisches Kerosin, also ein Folgeprodukt der Wasserstoff-Herstellung, in Norwegen herstellen. Außerdem dürfte eine Zusammenarbeit mit den sonnenreichsten europäischen Ländern wie Portugal und Spanien bevorstehen.

Die Strategie – ist sie Deutschlands Weg zum Wasserstoff-Marktführer?

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