Wasserstoffwirtschaft

Eine Wasserstoffwirtschaft bezeichnet ein Konzept einer Energiewirtschaft, das die Nutzung von Wasserstoff als Energieträger zur Speicherung und Versorgung verschiedener Sektoren (z. B. Industrie und Verkehr) vorsieht.^[1]

Wasserstoff kann entweder natürlich vorkommen oder mithilfe anderer Energiequellen gewonnen werden. Natürlich vorkommender Wasserstoff ist ein Primärenergieträger, hergestellter hingegen ein Sekundärenergieträger. Eine Wasserstoffwirtschaft ist daher nur so nachhaltig wie die Primärenergien, aus denen der Wasserstoff stammt.^[2] Derzeit wird Wasserstoff überwiegend aus fossilen Energieträgern wie Erdgas erzeugt; künftige Konzepte setzen auf emissionsarmen Wasserstoff aus erneuerbaren Energien oder aus Kernenergie.^[3]

Der Aufbau einer nachhaltigen Wasserstoffwirtschaft gilt als wichtiger Baustein für die Energiewende.^[4] Seit 2020 wird in Deutschland die Nationale Wasserstoffstrategie verfolgt, um die Produktion klimafreundlicher Wasserstofftechnologien voranzutreiben.^[5]

Geschichte

1766 – Henry Cavendish entdeckt das chemische Element Wasserstoff.^[6]
1874 – beschrieb der Schriftsteller Jules Verne in einem Dialog seiner Romanfiguren auf die Frage, was in späteren Zeiten einmal statt Kohle verbrannt werden solle, erstmals die Vision, Wasserstoff und Sauerstoff als Energiequelle zu verwenden.^[7]
1923 – nannte der Wissenschaftler John Burdon Sanderson Haldane in einem Aufsatz zum ersten Mal die Grundzüge einer Wasserstoffwirtschaft.^[8]
1970 – verwendete der australische Elektrochemiker John Bockris erstmals den Begriff „Wasserstoffwirtschaft“ (englisch hydrogen economy) während einer Besprechung im General Motors Technical Center in Warren (Michigan)^[9] und prägte ihn in den Folgejahren maßgeblich^[10].
1975 – entwarf John Bockris zusammen mit dem Physiker Eduard Justi das vollständige Konzept einer Wasserstoffwirtschaft.^[11]
1980 – entwickelte der Physiker Reinhard Dahlberg unter dem Eindruck der Ölkrise das Konzept einer Wasserstoffwirtschaft, in der mit Sonnenenergie Wasserstoff in Wüstengebieten erzeugt und über Pipelines zu den Verbrauchern transportiert wird.^[12] Wesentlicher Beweggrund war der Ersatz der versiegenden fossilen Rohstoffe. Dahlberg hatte aber nicht nur die technischen, sondern auch die wirtschaftlichen Aspekte seiner Wasserstoffwirtschaft betrachtet.
1989 – das Solar-Wasserstoff-Projekt Neunburg vorm Wald erforschte die Erzeugung von Wasserstoff aus Solarstrom und die Speicherung des Gases. Eine Demonstrationsanlage wird errichtet. Das Projekt endet 2000.
1994 – befasste sich die Deutsche Forschungsanstalt für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit der Wasserstoffgewinnung in der Wüste. Der von Solarzellen betriebene 350-kW-Elektrolyseur erbrachte damals den Nachweis, dass die Produktion von speicher- und transportierbarem Wasserstoff möglich ist. Die verfügbaren Solar-Ressourcen könnten auf einem Prozent der Landfläche Saudi-Arabiens dieselbe Energiemenge liefern, wie jährlich als Rohöl exportiert wird.
1999 – nahm die Isländische Regierung das Ziel einer Wasserstoffwirtschaft (unter dem Vorbehalt von Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit) in ihr Regierungsprogramm auf.^[13] Der Fokus Islands lag dabei besonders auf Wasserstoffantrieben für Fahrzeuge und die Fischereiflotte, um unabhängig vom Öl zu werden. Das Land besitzt keine abbaubaren fossilen Brennstoffe, ist aber reich an stromerzeugender Wasserkraft und Geothermie. Zur Förderung dieses Ziels wurde das Unternehmen Icelandic New Energy gegründet.
2002 – beschrieb der Ökonom Jeremy Rifkin das Konzept einer Wasserstoffwirtschaft in seinem Buch Die Wasserstoff-Revolution. Für Rifkin sind die negativen Auswirkungen auf die Wirtschaft durch steigende Ölpreise und der Endpunkt der fossilen Brennstoffe als „prekärster Augenblick der postindustriellen Geschichte“ ein wichtiger Beweggrund.^[14]^[15]
2003 – kritisierte der bisherige Wasserstoff-Befürworter Ulf Bossel die geringe Wirtschaftlichkeit einer Wasserstoffwirtschaft^[16]
2006 – analysierte Joseph J. Romm die Aussichten einer Wasserstoffwirtschaft in den USA und äußerte: „Wenn einige Leute so tun, als liege die Wasserstoffwirtschaft schon in Reichweite, so meinen sie damit lediglich ein ökonomisches System, in dessen Mittelpunkt Wasserstoff aus Erdgas und anderen schadstoffreichen fossilen Brennstoffen steht.“^[10]
2007 – nahm das Europäische Parlament auch unter der Beratung durch Jeremy Rifkin^[17] eine Erklärung an, in der die Schaffung einer Wasserstoffinfrastruktur bis zum Jahr 2025 gefordert wird. Als Begründung werden in der Erklärung die globale Erwärmung und die zunehmenden Kosten der fossilen Brennstoffe aufgeführt.^[18]
2008 – Gründung der deutschen Nationalen Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW)^[19]
2014 – Toyota stellte das erste einsatzbereite Wasserstoffauto mit Brennstoffzellentechnik in größerer Serienproduktion vor, mit dem Toyota Mirai.
2017 – Japan beschloss als erstes Land der Welt eine nationale Wasserstoffstrategie, weitere Länder folgten dem Beispiel etwas später.
2020 – Die Europäische Union stellte ihre Wasserstoffstrategie im Rahmen des European Green Deal vor.^[20]
2020 – Im Juni beschließt die damalige deutsche Bundesregierung eine nationale Wasserstoffstrategie.^[21]
2023 – Die deutsche Bundesregierung beschließt den Aufbau eines landesweiten Wasserstoff-Kernnetzes.^[22]

Gewinnung von Wasserstoff

Die Internationale Energieagentur (IEA) führt eine Datenbank, die alle seit dem Jahr 2000 weltweit in Betrieb genommenen Wasserstoffprojekte zur Energieerzeugung oder zur Verringerung von Treibhausgasemissionen erfasst.^[23] Als emissionsarm gelten dabei Projekte, bei denen Wasserstoff durch Elektrolyse mit Strom aus emissionsarmen Quellen wie erneuerbaren Energien oder Kernenergie erzeugt wird. Auch Wasserstoff aus Biomasse oder aus fossilen Energieträgern mit CO₂-Abscheidung und -Speicherung bzw. -Nutzung (CCUS) wird berücksichtigt, sofern die Vorkettenemissionen gering sind, die Abscheidung umfassend erfolgt und das abgeschiedene CO₂ dauerhaft gespeichert wird.^[3]

Die weltweite Wasserstoffnachfrage betrug 2023 rund 97 Millionen Tonnen und stieg damit um etwa 2,5 % gegenüber dem Vorjahr. Sie entfiel überwiegend auf Raffination und die chemische Industrie und wurde fast vollständig durch fossil erzeugten Wasserstoff gedeckt. Die Produktion von emissionsarmem Wasserstoff blieb mit unter einer Million Tonnen gering. Trotz des Fortschritts bleibt der Ausbau gebremst, da sich die meisten Projekte noch in der Planungsphase befinden und Unsicherheiten bei Nachfrage, Finanzierung und Regulierung bestehen.^[24]

Zu den technologischen Ansätzen der Wasserstoffproduktion gehören der Dampfreformierung von Methan (SMR) und die Niedertemperatur-Elektrolyse, die beide etabliert sind, sowie Hochtemperaturelektrolyse, thermochemische Wasserspaltung und Hybridverfahren, die sich noch in frühen Entwicklungsstadien befinden. Bei der SMR-Reaktion wird Methan mit Wasserdampf unter Wärmezufuhr zu Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid umgesetzt. Die Elektrolyse von Wasser, insbesondere mit Strom aus Wind- oder Kernenergie, ist der wichtigste Prozess für emissionsarmen Wasserstoff. Die thermochemische Wasserspaltung nutzt eine Abfolge chemischer Reaktionen, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu zerlegen; höhere Temperaturen verbessern die thermische Effizienz, führen jedoch zu korrosiven Bedingungen. Hybridverfahren kombinieren thermochemische und elektrochemische Reaktionen zur Wasserstoffgewinnung.^[3]

Wasserstoff aus erneuerbaren Energien

Grüner Wasserstoff wird durch die Elektrolyse von Wasser unter Einsatz von Strom aus erneuerbaren Energien, vor allem aus Wind- und Solarenergie, erzeugt. Er gilt als zentraler Baustein einer klimaneutralen Energieversorgung. Seit den 2000er-Jahren hat sich die weltweite Investition in erneuerbare Energien und zugehörige Technologien stark erhöht – zwischen 2003 und 2012 etwa verzehnfacht. Mit dem raschen Wachstum dieser Energien rückte Wasserstoff zunehmend in den Fokus als Möglichkeit, überschüssigen Strom zu speichern und die Schwankungen von Wind- und Solarenergie auszugleichen.^[1]

Es wird davon ausgegangen, dass Wind- und Solarenergie die Hauptlast in einem regenerativen Energiesystem decken werden,^[25] einige Studien verzichten sogar vollständig auf den Einsatz von Biomasse.^[26]

In einer Stromwirtschaft mit einem hohen Anteil variabler Erzeuger wie Wind- und Solarstrom werden zusätzliche Langfristspeicher zum Ausgleich benötigt. Hierfür kommen vor allem chemische Speicher wie die Wasserstoffherstellung, ggf. in Verbindung mit nachgeschalteter Methanisierung oder Umwandlung in Ammoniak,^[27] in Frage. Bei der Wasserstoffherstellung, -speicherung und anschließender Rückverstromung liegt der Wirkungsgrad derzeit (2013) bei maximal 43 %, bei der Methanisierung bei 39 %.^[28] Sterner et al. geben Wirkungsgradspannen zwischen 34 und 44 % für die Kette Wasserstofferzeugung, Speicherung und Rückverstromung an.^[29] Es wird davon ausgegangen, dass perspektivisch elektrische Gesamtwirkungsgrade bis maximal 49 bis 55 % erreicht werden.^[30]

Dieses Verfahren wurde seit Oktober 2011 in einem Pilotprojekt bei Enertrag im brandenburgischen Prenzlau eingesetzt.^[31] Nicht benötigter Strom wurde mit einem 500 kW Druck-Elektrolyseur in Wasserstoff umgewandelt und steht so für Wasserstofftankstellen^[32] zur Verfügung oder wird bei Bedarf in einem Hybridkraftwerk wieder verstromt.

Greenpeace Energy lieferte seit Oktober 2011 ebenfalls Wasserstoff aus überschüssigem Windstrom, der in reiner Form oder umgewandelt zu Methan in das Erdgasnetz eingespeist wird.^[33]

Die Audi AG erzeugte ab Juni 2013 unter dem Projektnamen E-Hydrogen im niedersächsischen Werlte Wasserstoff aus Windstrom. Für die Demonstration einer zukunftsfähigen Nutzung in einem Brennstoffzellenfahrzeug wurde der Audi Q5 HFC angekündigt, der aber nie in Serie produziert wurde. In einem zweiten Schritt sollte aus dem Wasserstoff mithilfe von CO₂ aus einer Biogasanlage CNG als Treibstoff für Erdgasfahrzeuge synthetisiert werden. Mit dem Titel E-Gas wollte Audi weltweit solche Anlagen realisieren.^[34]^[35]^[36]

Gute Wirkungsgrade verspricht die Hochtemperaturelektrolyse, weil der Bedarf an elektrischer Energie mit steigender Temperatur sinkt. Die Hochtemperaturelektrolyse ist besonders bei solarthermischen Kraftwerken interessant.^[37] Das Verfahren befand sich 2011 im Entwicklungsstadium.

Auch das Fraunhofer-Institut in Leuna erforscht Verfahren zur nachhaltigen und günstigen Herstellung von Wasserstoff. Den benötigten Strom dazu liefern erneuerbare Energiequellen. Das Hydrogen Lab Leuna zur Herstellung von grünem Wasserstoff wurde im November 2022 eröffnet.^[38]^[39]

Im September 2022 startete der bis dahin größte bayerische Wasserstoffelektrolyseur im fränkischen Wunsiedel mit einer Leistung von 8,75 MW und einer Produktion von 1.350 Tonnen Wasserstoff pro Jahr.^[40]^[41]

Wasserstoff aus Bioenergie

Die Erzeugung von Wasserstoff aus Biomasse ist weitgehend klimaneutral, weil das dabei freigesetzte CO₂ der Atmosphäre vorher durch die Photosynthese entzogen wurde. Allerdings müssen der Aufwand zur Erzeugung, z. B. Düngemittel, Pflanzenschutzmittel, Aufwand für Transport und Verarbeitung sowie Aufbereitung der Biomasse berücksichtigt werden. Die Klimaneutralität entspricht der vom Europäischen Parlament geforderten Einführung einer umweltfreundlichen Wasserstoffwirtschaft.^[18]

Wasserstoff kann aus Biomasse durch Gärung oder thermochemisch, z. B. durch Dampfreformierung, hergestellt werden.

Eine großtechnische Herstellung von Wasserstoff aus Biomasse existiert nicht (Stand 2011). Die Verfahren befinden sich meist noch im Stadium der Entwicklung. Ein Beispiel hierfür ist das Projekt „Blauer Turm“ in Herten. Die geplante Anlage sollte 150 m³ Wasserstoff in der Stunde produzieren, die Haupteigentümerin, die Firma Solar Millennium AG ging Ende 2011 in die Insolvenz.

Potential und Flächenbedarf der Energiepflanzen

In Deutschland lag der Primärenergiebedarf im Jahr 2014 bei ca. 13.000 PJ.^[42] Nach den Energieszenarien der Bundesregierung kann die zur Erzeugung von Biomasse genutzte Fläche bis 2050 ca. 4 Mio. ha (2011: 1,8 Mio. ha) betragen, ohne in Nutzungskonkurrenzen mit der Nahrungsmittelerzeugung zu geraten. Das sind nur 24 % der heute landwirtschaftlich genutzten Flächen. Daraus wird ein Primärenergiepotential von 740 PJ (18,5 MJ/kg bei 10 t/ha) errechnet.^[43]

Am Beispiel der Ertragswerte von Miscanthus (18,5 MJ/kg bei bis zu 20 t/ha) errechnet sich ein Primärenergiepotential von 1480 PJ/Jahr. Abhängig von den angenommenen Parametern kann der Wert stark schwanken.

Allerdings steht die Herstellung von Wasserstoff aus Biomasse neben deren direkten energetischen Nutzung auch in Konkurrenz zur Biomasseverflüssigung. Die so gewonnenen Kraftstoffe haben als Energieträger eine höhere Energiedichte als Wasserstoff und sind einfacher handhabbar.^[44]

Potential biogener Reststoffe

Biogene Reststoffe aus der Landwirtschaft, Landschaftspflegeholz, Waldrestholz und unbelastetes Industrierestholz können ebenfalls zur Herstellung von Wasserstoff verwendet werden. Das Potential biogener Reststoffe wird vom Bundesumweltministerium auf 900 PJ geschätzt.^[43]

Wasserstoff aus Kernenergie

Kernkraftbasierter Wasserstoff wird mit Hilfe von elektrischer Energie oder Wärme aus Kernkraftwerken erzeugt und gilt ebenfalls als potenzielle Quelle für emissionsarmen Wasserstoff. In den USA befinden sich mehrere Demonstrationsprojekte in Betrieb oder Planung: Am Kernkraftwerk Nine Mile Point (New York) wird Wasserstoff durch Niedertemperatur-Elektrolyse erzeugt, während die Palo Verde Generating Station (Arizona) Hochtemperaturelektrolyse erprobt. Das Davis–Besse-Kernkraftwerk (Ohio) untersucht verschiedene Elektrolyseverfahren.^[3]

Kernkraftwerke können bei Volllastbetrieb überschüssige Elektrizität oder Prozesswärme zur Wasserstofferzeugung nutzen und so eine zusätzliche Einnahmequelle schaffen. EDF und Rosatom entwickeln in diesem Zusammenhang Elektrolyseure und Wasserstoffprojekte.^[3]

Für die Wasserstoffproduktion auf Kernkraftbasis werden drei Hauptverfahren untersucht: die Elektrolyse mit Kernstrom, thermochemische Zyklen unter Nutzung von Reaktorwärme sowie hybride Systeme, die Wärme und Elektrizität kombinieren. Herkömmliche Verfahren mit alkalischer oder PEM-Elektrolyse erreichen derzeit Wirkungsgrade von etwa 60 % und gelten als kostenintensiv. Fortgeschrittene Hochtemperaturreaktoren könnten künftig höhere Effizienzen ermöglichen, da sie für die direkte Dampfelektrolyse oder thermochemische Wasserstoffprozesse nutzbar wären.^[3]

Natürlicher Wasserstoff

Natürlicher Wasserstoff entsteht in der Erdkruste und gilt als potenziell emissionsarme und kostengünstige Alternative zu hergestelltem Wasserstoff. Im Gegensatz zu Wasserstoff aus erneuerbaren Energien oder Kernenergie erfordert er keinen energieintensiven Herstellungsprozess, sondern kann direkt aus geologischen Lagerstätten gewonnen werden. Schätzungen zufolge könnten weltweit mehrere Billionen Tonnen Wasserstoff im Untergrund vorkommen, mit nachgewiesenen Vorkommen in Westafrika, Osteuropa, Oman, Brasilien, den USA, Russland und Neukaledonien.^[3]

Das bislang einzige betriebliche Projekt befindet sich in Bourakébougou (Mali), wo seit 2012 Wasserstoff zur Stromversorgung des Dorfes genutzt wird. Weitere Erkundungen laufen in Australien, Frankreich, Spanien, Marokko, Brasilien und den Vereinigten Staaten. 2025 meldete das Unternehmen HyTerra im Rahmen des Kansas-Nemaha-Ridge-Projekts einen Fund von Wasserstoff mit 96 % Reinheit; die Förderkosten könnten bei unter 1 US-Dollar pro Kilogramm liegen.^[3]

Die Erschließung natürlicher Wasserstoffvorkommen befindet sich noch im Frühstadium. Offene Fragen betreffen die Tiefe und Konzentration der Lagerstätten, die wirtschaftliche und technische Umsetzbarkeit sowie regulatorische und ökologische Aspekte, etwa mögliche Klimawirkungen bei unkontrolliertem Austritt von Wasserstoff.^[3]

Herstellungskosten und Emissionen

Die Produktionskosten und die damit verbundenen Emissionen variieren erheblich zwischen den Verfahren:^[45]

Grüner Wasserstoff (Elektrolyse mit erneuerbaren Energien): 2,28–7,39 US-Dollar pro Kilogramm (USD/kg), emissionsfrei
Pinker Wasserstoff (Elektrolyse mit Kernenergie): 2,18–5,92 USD/kg, emissionsfrei
Blauer Wasserstoff (SMR oder Vergasung mit CO₂-Abscheidung): 0,99–2,05 USD/kg, etwa 2 kg CO₂/kg
Türkiser Wasserstoff (Pyrolyse): ca. 2 USD/kg, Emissionen abhängig von der Kohlenstoffnutzung
Grauer Wasserstoff (SMR ohne Abscheidung): 0,67–1,31 USD/kg, etwa 8,5 kg CO₂/kg

Grüner und blauer Wasserstoff gelten als wesentliche Optionen zur Erreichung von Netto-Null-Emissionen, während Wasserstoff aus Kernenergie ebenfalls emissionsfrei ist und als ergänzender Ansatz betrachtet wird. Fossilbasierte Verfahren wie die Dampfreformierung dominieren derzeit aufgrund niedriger Kosten und bestehender Infrastruktur, verursachen jedoch hohe CO₂-Emissionen. Der Einsatz von CO₂-Abscheidung und -Speicherung (CCS/CCUS) kann diese Emissionen reduzieren, erhöht aber zugleich die Produktionskosten deutlich. Die Elektrolyse, insbesondere die Protonen-Austausch-Membran-Technologie, steht vor technischen und ökonomischen Herausforderungen. Sie erfordert große Mengen Wasser (etwa 9 Liter pro Kilogramm Wasserstoff) und teure Edelmetallkatalysatoren wie Platin und Iridium. Zudem ist die Lebensdauer der Elektroden begrenzt. Fortschritte bei Hochtemperaturverfahren, günstigeren Katalysatoren und langlebigeren Membranen gelten als zentrale Voraussetzung, um die Kosten der Wasserstoffproduktion aus erneuerbaren Quellen zu senken.^[45]

Zur wirtschaftlichen Skalierung von grünem Wasserstoff sind darüber hinaus erhebliche Investitionen in Forschung, Entwicklung und Infrastruktur erforderlich. Dazu zählen neue Transport- und Verteilnetze sowie verbesserte Speichertechnologien. Politische Maßnahmen wie CO₂-Bepreisung, Subventionen und Förderprogramme werden als notwendig angesehen, um Wasserstoff aus erneuerbaren Energien wettbewerbsfähiger zu machen. Langfristig bieten insbesondere grüne, blaue und pinke Wasserstoffpfade die Möglichkeit, eine klimaneutrale Energieversorgung zu erreichen und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern.^[45]

Speicherung und Verteilung von Wasserstoff

In einer voll ausgebauten Infrastruktur mit entsprechenden Abnahmemengen könnte eine Verteilung über Pipelines deutlich energieeffizienter und kostengünstiger sein. Dazu könnte ein Großteil des bereits bestehenden Erdgasnetzes verwendet werden.^[46] Das Erdgasnetz ist für die Aufnahme von reinem Wasserstoff geeignet und es treten, bei korrekter Materialwahl, keine Probleme mit Wasserstoffversprödung oder Dichtigkeit auf.^[47]^[48]^[49]^[50]^[51] Eine partielle Zumischung von Wasserstoff ist mittlerweile Stand der Technik und wird verschiedentlich realisiert.^[52] Im deutschen Gasnetz ist zurzeit (Stand 2024) eine maximale Einspeisung von 10 Vol% erlaubt.^[53] Eine Erhöhung der Beimischung ist Gegenstand weiterer Untersuchungen.^[54]^[55] Vor der Umstellung auf Erdgas wurden die deutschen Gasnetze mit Stadtgas betrieben, das zu 51 % aus Wasserstoff bestand. Der Energietransport über ein Gasnetzwerk erfolgt mit wesentlich weniger Verlusten (< 0,1 %) als bei einem Stromnetzwerk (8 %).^[56] Die Kapazität der Speicher im deutschen Erdgasnetz liegt bei mehr als 200.000 GWh und kann den Energiebedarf mehrerer Monate zwischenspeichern.^[57] Zum Vergleich: die Kapazität aller deutschen Pumpspeicherkraftwerke beträgt dagegen nur 40 GWh. Das Ministerium für Umwelt, Naturschutz und Verkehr des Landes Baden-Württemberg will künftig (Stand 2011) den Ausbau einer Wasserstoff-Infrastruktur unterstützen.^[58] Es gibt zudem praktische Erfahrungen mit Wasserstoffleitungen:

Im Ruhrgebiet wird seit Jahrzehnten ein über 240 km langes Wasserstoffnetz betrieben.
In Sachsen-Anhalt besteht ein 90 km langes, gut ausgebautes Wasserstoff-Pipeline-System der Linde-Gas AG in einer Region mit starker industrieller Gasnachfrage zwischen Rodleben-Bitterfeld-Leuna-Zeitz.^[59]^[60]^[61]^[62]
Weltweit existierten 2010 mehr als tausend Kilometer Wasserstoffleitungen.^[63] Air Liquide betreibt 12 Pipeline-Netze mit einer Gesamtlänge von 1200 km.^[64]

Probleme gibt es noch mit der Langzeitspeicherung. So verflüchtigt sich ein Teil des Wasserstoffes aus den Kryotanks, wenn kein kontinuierlicher Verbrauch gesichert ist. Beispielsweise begann die Ausgasung beim BMW Hydrogen 7 mit Flüssigwasserstofftank nach 17 Stunden Standzeit, nach neun Tagen war ein halbvoller Tank verdampft.^[65]

Energetische Nutzung des Wasserstoffs

Wichtigstes Element der Nutzung von Wasserstoff ist die Brennstoffzelle. Sie wandelt die im Wasserstoff enthaltene Energie in Wärme und Elektrizität um.

Nutzung im Haus

Bei der häuslichen Stromerzeugung mittels Brennstoffzelle kann wie bei der Blockheizkraftwerktechnik auch eine Kraft-Wärme-Kopplung realisiert werden, die den Gesamtwirkungsgrad steigert. Da bei dieser Betriebsweise die Wärmeproduktion im Vordergrund steht, werden diese Systeme nach dem Wärmebedarf gesteuert, wobei der erzeugte überschüssige elektrische Strom in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird.

Der theoretisch erreichbare brennwertbezogene Wirkungsgrad liegt bei ca. 83 %.^[66] Bezieht man den Wirkungsgrad, wie bei Wärmekraftwerken und Verbrennungsmotoren üblich, auf den Heizwert, ergibt sich theoretisch ein maximaler Wirkungsgrad von ca. 98 %. Die angegebenen Systemwirkungsgrade liegen je nach Brennstoffzellentyp zwischen 40 % und 65 %, wobei unklar ist, ob diese brennwert- oder heizwertbezogen sind.^[67]

Politisch diskutiert werden auch Gasheizungen, die statt mit fossilem Erdgas zukünftig mit Wasserstoff betrieben werden sollen. Eine 2022 erschienene Übersichtsarbeit, die 32 unabhängige (d. h. nicht von Industrieverbänden oder -unternehmen in Auftrag gegebene) Studien analysierte, kam zu dem Ergebnis, dass emissionsarmer oder emissionsfreier Wasserstoff zwar massiv von der Gas- und Heizungsindustrie beworben und als Schlüsseltechnologie gepriesen werde, jedoch keine einzige der untersuchten Studien den großflächigen Einsatz von Wasserstoff zu Heizzwecken empfahl. Stattdessen kamen die Studien zum Ergebnis, dass Wasserstoff verglichen mit anderen Alternativen wie Wärmepumpenheizungen, Solarthermie oder Fernwärmenetzen teurer, ineffizienter und ressourcenintensiver sei und größere negative Umweltauswirkungen habe. Insbesondere verursachten Wasserstoffheizungen aufgrund des um etwa den Faktor fünf höheren Energieverbrauchs höhere Energiesystemkosten als die Alternativen, bedeuteten höhere Gesamtkosten für Endverbraucher und benötigten mehr Energieinfrastruktur, Ressourcen und verursachten mehr Flächenverbrauch. Auch würde sich durch sinkende Wasserstoffkosten aufgrund günstigerer Ökostromproduktion kein Vorteil ergeben, da dieser Vorteil genauso für Wärmepumpen gelte und damit das relative Kostenverhältnis der Technologien sich nicht verändere. Zwar könnte Wasserstoff eine ergänzende Rolle im Wärmesektor spielen, beispielsweise für Spitzenlasten in Wärmenetzen; die vorhandene Beleglage liefere aber keinen Grund für die Annahme, dass fossiles Erdgas im Verhältnis 1 zu 1 durch Wasserstoff ersetzt werden solle. Im Gegenteil berge die Diskussion über zukünftige Wasserstoffheizungen die Gefahr, dass der Umstieg auf bereits heute verfügbare saubere Heiztechnologien, die schon heute Emissionen einsparen könnten, verzögert würde. Auch gebe es zahlreiche konkurrierende Wasserstoffgroßverbraucher z. B. in der Industrie, für die es kaum Alternativen zum Wasserstoff gebe, die daher Vorrang vor Heizungen haben sollten.^[68]

Nutzung im Verkehr

Ein mit Wasserstoff angetriebenes Fahrzeug besitzt im Allgemeinen einen Drucktank (z. B. 700 bar), der an einer Wasserstofftankstelle aufgetankt werden kann. Im Mai 2000 stellte BMW in Berlin die erste Serie von 15 Exemplaren eines Wasserstoffautos mit der Typenbezeichnung 750hL vor.^[69] Als Methoden der Krafterzeugung ist entweder ein weitgehend herkömmlicher Verbrennungsmotor möglich, ähnlich dem Fahren mit Erdgas, oder eine „kalte Verbrennung“ in einer Brennstoffzelle. Im Brennstoffzellenfahrzeug wird mit der Brennstoffzelle elektrischer Strom erzeugt, der einen Elektromotor antreibt.

Verbrennungsmotor

Als brennbares Gas kann Wasserstoff in einem Verbrennungsmotor, dem Wasserstoffverbrennungsmotor, ähnlich wie bei Erdgas-betriebenen Kfz, verbrannt werden. Ein Beispiel dieser Anwendung war von 2005 bis 2007 der BMW Hydrogen 7. BMW-Entwicklungsvorstand Klaus Draeger teilte jedoch Ende 2009 mit, es werde vorerst keine neue Wasserstofftestflotte geben.^[70] 2019 präsentierte BMW dann das Konzeptfahrzeug i Hydrogen Next mit Brennstoffzelle, von dem 2021 eine Serienversion vorgestellt wurde,^[71] und die dann ab August 2022 in Kleinserie hergestellt wurde.^[72]

Brennstoffzelle

Im Brennstoffzellenfahrzeug wird mit der Brennstoffzelle elektrischer Strom erzeugt, der einen Elektromotor antreibt. Da Brennstoffzellen nur in einem engen Leistungsbereich effizient arbeiten und besonders bei Teillast stark abfallen, ist ein leistungsstarker Antriebsakku für rationelle Mobilitätsanwendungen unabdingbar. Somit können gleichzeitig auch höhere Motorleistungen bedient werden, beispielsweise Spitzen bis 660 kW bei einem LKW mit „nur“ 300 kW Brennstoffzellen-Leistung.^[73]

Mit der Technik des Brennstoffzellenantriebs sind Schienenfahrzeuge recht früh in den Blickwinkel der Wasserstoffwirtschaft gekommen.^[74]^[75] Als eine der ersten Firmen nahm die Japanische East Railroad Company zu Testzwecken eine Diesel-Hybrid-Lok in Betrieb, die im nächsten Schritt mit Wasserstoff laufen sollte.^[76] Die Umsetzung des Brennstoffzellen-Testmodells verzögerte sich bis zum Jahr 2022.^[77] Ende 2017 wurden in Niedersachsen 14 Züge mit Brennstoffzellen-Antrieb beim Hersteller Alstom bestellt^[78]^[79] und im September 2018 hatte der iLINT Premiere als wahrscheinlich weltweit erster Brennstoffzellenzug im Linienbetrieb.^[80] Batterie-Züge sind in Anschaffung, Wartung und Betrieb jedoch günstiger als solche mit Wasserstoff-Antrieb und werden meist vorgezogen, wenn eine Strecke sich für die Elektrifizierung mit einer neuen Oberleitung nicht rechnet.^[81]^[82] Bei der Bahnstrecke am Forschungszentrum Jülich wurden geförderte Brennstoffzellen-Züge daher wieder storniert.^[83] Zusäztlicher Vorteil bei teilelektrischen Strecken ist für Akku-Züge, dass diese während der Fahrt geladen werden können und so keine neue Infrastruktur benötigen.^[84]

Wasserstoffbusse aus dem Jahr 2009 erreichten mit 35 kg Wasserstoff eine Reichweite von rund 250 km.^[85] Inzwischen arbeiten einige Modelle mit Brennstoffzellen, z. B. der Mercedes-Benz Citaro FuelCELL-Hybrid. Auch hier sind (Stand 2025) die mit vielen Modellen vertretenen Batteriebusse günstiger und haben einen Marktanteil von 80–90 %.^[86]^[87]

Brennstoffzellen-PKW sind wesentlich teurer als vergleichbare Elektro-Autos.^[88] Die Fahrzeughersteller Toyota, Nissan, Mercedes-Benz und Honda haben jedoch nach eigenen Angaben die Produktionskosten für wasserstoffgetriebene Fahrzeuge innerhalb weniger Jahre stark reduziert.^[89] Toyota gab 2017 an, im großen Stil auf die Brennstoffzelle anstelle von rein batterieelektrischen Autos zu setzen^[90], scheiterte damit aber und schwenkte nach wenigen Jahren auch auf batterieelektrische PKW um.^[91] Mit dem Mercedes B-Klasse F-Cell sowie zwei Vorserienfahrzeugen des Hyundai ix35 Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV) wurden Reichweiten von 500 km bei Maximalgeschwindigkeiten von 80 km/h erreicht.^[92] Die Brennstoffzellenprojekte von Honda,^[93] VW, Mercedes-Benz, Nissan, Ford, General Motors und Volvo endeten bis 2021.^[94] Mercedes-Benz gab bekannt, sich aufgrund der Vorteile batterieelektrischer PKW künftig auf die Entwicklung von Brennstoffzellen in Bussen und LKW zu konzentrieren.^[95] Im September 2024 gab BMW nach positiver Erprobung der Kleinserie des i Hydrogen Next bekannt, eine Serienfertigung des Antriebs sei für 2028 geplant, wobei das Modell offen sei.^[96]

Nutzung im industriellen Thermoprozess

Für industrielle Thermoprozesse wird häufig Erdgas aus dem öffentlichen Netz eingesetzt. Die Zumischung von Wasserstoff bewirkt eine Änderung der Eigenschaften des Brenngases. Diese können je nach anteiliger Zumischung erhebliche Auswirkungen auf den Betrieb der Anlage sowie auch auf die Produkte haben.^[97] Ebenso sind Emissionen des Verbrennungsprozesses davon betroffen. Durch den Wasserstoffanteil steigt die Verbrennungstemperatur. Dadurch wird die thermische Stickoxid-Bildung exponentiell verstärkt.^[98] Für eine Reduzierung dieses klimaschädlichen Gases müssen dann eine sekundäre Maßnahme durch eine katalytische (SCR-Verfahren) oder eine nichtkatalytische (SNCR-Verfahren) Rauchgasreinigung installiert werden. Eine signifikante Reduzierung der CO₂-Emission wird nur bei erheblichem Zusatz von Wasserstoff erreicht. „Bei einer Wasserstoffkonzentration von 10 Vol.-% beträgt die CO₂-Reduzierung etwa 3 %, bei 20 Vol.-% Wasserstoff reduzieren sich die CO₂-Emissionen um etwa 7,0 %. Erst bei einem CH₄-H₂-Gemisch von 20/80 Vol.-% werden die CO₂-Emissionen um mehr als 50 % (ca. 54,6 %) gesenkt^[97].“ Bei der Zumischung von Wasserstoff müssen für die Realisierung aufwendige und komplexe Kontrollstrategien, sowie umfangreiche Änderungen der innerbetrieblichen Infrastruktur entwickelt werden.

Vor- und Nachteile

Insgesamt gilt Wasserstoff als vielversprechender Energieträger, der insbesondere in schwer zu elektrifizierenden Sektoren eine emissionsarme, sichere und vielseitige Energieversorgung ermöglichen kann. Seine Fähigkeit zur langfristigen Speicherung verschafft ihm gegenüber Elektrizität einen strategischen Vorteil. Zu weiteren Vorteilen von Wasserstoff zählen seine hohe Zugänglichkeit als häufiges Element, die emissionsfreie Nutzung, seine Umweltverträglichkeit als ungiftige Substanz sowie seine hohe Energiedichte. Wasserstoffbrennstoffzellen sind im Vergleich zu konventionellen Verbrennungstechnologien effizienter und laufen leiser bei geringerem Verschleiß. Wasserstoff ermöglicht kurze Betankungszeiten, liefert eine hohe Antriebsleistung für Fahrzeuge oder Industrieanwendungen und ist vielseitig einsetzbar – sowohl als Energieträger im Transport- und Industriesektor als auch in stationären Anwendungen. Die Nutzung von Wasserstoff als sekundärer Energieträger ermöglicht eine effiziente Umwandlung von Energie in Strom oder Wärme sowie emissionsfreie Verbrennung und Transport über weite Strecken. Zudem kann Wasserstoff zur Stabilisierung von Energiesicherheit und -Preisen beitragen, da er die Abhängigkeit von einzelnen Primärenergien verringern kann.^[99]

Es bestehen jedoch auch erhebliche Nachteile. Die Produktion, insbesondere von grünem Wasserstoff durch Elektrolyse, ist teuer. Wasserstoff ist im Vergleich zu fossilen Brennstoffen schwieriger zu speichern und zu transportieren, da er bei normalem Druck ein großes Volumen einnimmt und stark komprimiert oder verflüssigt werden muss. Dies erschwert die Logistik erheblich: Um die Energiemenge eines Benzintanklastwagens bereitzustellen, sind mehrere Wasserstoff-LKW oder spezielle Tankfahrzeuge erforderlich. Wasserstoff ist zudem hochentzündlich, was besondere Sicherheitsvorkehrungen nötig macht. Die Infrastruktur für Produktion, Transport, Speicherung und Betankung ist unzureichend ausgebaut, und rechtliche Rahmenbedingungen sowie Sicherheitsregulierungen sind noch nicht einheitlich entwickelt. Fossile Brennstoffe dominieren weiterhin die Energieversorgung, und die Umstellung auf Wasserstoff erfordert hohe Investitionen, sowohl für Fahrzeuge als auch für die notwendige Infrastruktur.^[99]

Effizienz

Die Herstellung, Speicherung und der Transport von Wasserstoff sind mit erheblichem Energieaufwand verbunden. Besonders bei der Verflüssigung treten bedeutende Energieverluste auf, die sich negativ auf die Gesamteffizienz auswirken. Eine Verbesserung der Energieeffizienz über den gesamten Lebenszyklus gilt daher als entscheidend, um Wasserstoff langfristig wirtschaftlich und ökologisch tragfähig zu machen.^[45]

Die verschiedenen Herstellungsverfahren unterscheiden sich deutlich in ihrem Wirkungsgrad:^[45]

Elektrolyse: ca. 55–80 %
Dampfreformierung (SMR): ca. 73 %, mit hohen CO₂-Emissionen
Dunkelfermentation: ca. 70 %
Partielle Oxidation: ca. 64 %
Biomasse-Pyrolyse: ca. 40 %
Biomasse-Vergasung: ca. 33 %
Thermolyse: ca. 30 %
Biophotolyse: ca. 10 %

Im Transportsektor ist Wasserstoff besonders für schwere Straßen- und Schienenfahrzeuge geeignet, da kurze Betankungszeiten, hohe Reichweiten und kompakte Antriebe Vorteile bieten.^[99] Berücksichtigt man die gesamte Energiekette von der Stromerzeugung bis zur Radbewegung („Well-to-Wheel“), beträgt der Gesamtwirkungsgrad von Brennstoffzellenfahrzeugen etwa ein Drittel des Wirkungsgrades batterieelektrischer Fahrzeuge.^[100] Anfang 2021 waren weltweit rund 25.000 Brennstoffzellenfahrzeuge im Einsatz, während bereits über 15 Millionen batterieelektrische und Plug-in-Hybridfahrzeuge registriert waren. Mit verbesserter Batterietechnik, Schnellladeleistungen bis 300 kW und Reichweiten bis 400 km hat sich der frühere Vorteil der Brennstoffzelle weitgehend relativiert. Potenzial für Wasserstoffantriebe besteht vor allem bei schweren Nutzfahrzeugen mit hohem Energiebedarf; die Verbreitung hängt jedoch von sinkenden Kosten und dem Aufbau einer geeigneten Wasserstoffinfrastruktur ab.^[4]

Umweltauswirkungen

Lebenszyklusanalysen verschiedener Wasserstoffproduktionstechnologien zeigen deutliche Unterschiede in ihren Umweltauswirkungen. Verfahren auf Basis fossiler Energieträger wie die Dampfreformierung verursachen insgesamt die höchsten Treibhausgasemissionen. Die Kombination mit CO₂-Abscheidung und -Speicherung reduziert zwar die CO₂-Emissionen, führt jedoch zu höheren Gesamtumweltauswirkungen. Biomassebasierte Verfahren können beim Treibhauspotenzial günstiger abschneiden, verursachen jedoch in einzelnen Wirkungskategorien – etwa Versauerung oder Eutrophierung – höhere Belastungen. Elektrolyse weist stark vom eingesetzten Strommix abhängige Ergebnisse auf: Wird Wind-, Wasserkraft oder solarthermische Energie eingesetzt, ist dies im Vergleich am Umweltfreundlichsten. Thermochemische Wasserspaltungszyklen, insbesondere Cu-Cl-Prozesse, erreichen ebenfalls geringe Treibhausgasemissionen. Insgesamt hängen die Umweltwirkungen der Wasserstoffproduktion wesentlich von der Wahl der Technologie, der Energiequelle und den genauen Bedingungen im Herstellungsprozess ab.^[101]

Ein wichtiger Faktor ist das Austreten von Wasserstoff in die Atmosphäre. Atmosphärischer Wasserstoff kann indirekt die globale Erwärmung verstärken, weil er chemische Prozesse verändert: Er verlängert die Lebensdauer von Methan in der Luft, indem er die Konzentration von Hydroxyl-Radikalen verringert, und beeinflusst dadurch auch die Bildung von Ozon in der Stratosphäre. Außerdem kann er den Wasserdampfgehalt in höheren Luftschichten verändern. In Szenarien einer globalen Wasserstoffwirtschaft könnten Wasserstoffverluste die insgesamt eingesparten Treibhausgasemissionen leicht reduzieren, die Klimavorteile durch geringere CO₂- und Methanemissionen überwiegen jedoch deutlich, solange Leckagen möglichst gering gehalten werden.^[102]

Über die Ozonbildung beeinflusst Wasserstoff auch die Luftqualität. Einerseits kann er die Ozonmenge in der unteren Atmosphäre erhöhen. Andererseits sorgen geringere Emissionen von Methan, Kohlenmonoxid und Stickoxiden durch den Ersatz fossiler Brennstoffe dafür, dass troposphärisches Ozon zurückgeht. Unter realistischen Szenarien überwiegt meist der zweite Effekt, sodass die Ozonbelastung insgesamt sinkt.^[102]

Der Einfluss von Wasserstoff auf die Ozonschicht in der Stratosphäre ist noch unsicher,^[102] fällt aber wahrscheinlich gering aus.^[103]

Sicherheit

Beim großtechnischen Einsatz von Wasserstoff spielen Sicherheitsfragen eine wichtige Rolle. Der Energieträger besitzt einen ungewöhnlich breiten Zündgrenzenbereich (4 bis 75 Volumenprozent in Luft) und benötigt nur eine sehr geringe Zündenergie, wodurch bereits kleine Leckagen zu Brand- oder Explosionsereignissen führen können. Erschwerend kommt hinzu, dass Wasserstoffflammen nahezu unsichtbar sind und der Stoff aufgrund seiner geringen Dichte sehr schnell diffundiert, was Leckagen schwerer erkennbar macht.^[104]

Besonders herausfordernd ist der Transport in bestehenden Erdgasleitungen. Wasserstoff kann in den Stahl der Leitungen eindringen und dort Wasserstoffversprödung verursachen, was die Festigkeit des Materials mindert und zu Rissen oder Brüchen führen kann. Aus diesem Grund sind entweder reduzierte Betriebsdrücke oder begrenzte Wasserstoffanteile nötig, was wiederum die Transportkapazität einschränkt. Ähnliche Probleme treten bei Stahlbehältern für die Druckspeicherung auf, weshalb zunehmend auf Verbundwerkstoffe ausgewichen wird.^[104]

Für die sichere Handhabung sind daher technische und organisatorische Maßnahmen entscheidend. Dazu zählen eine gute Belüftung geschlossener Räume, um Konzentrationen unterhalb der Zündgrenze zu halten, zuverlässige Systeme zur Leckageüberwachung sowie eine geeignete Auslegung von Speichern und Leitungen. Zusätzlich werden chemische Zusätze (Inhibitoren) und neue Werkstoffe untersucht, um Versprödungseffekte zu mindern. Auch die Entwicklung von Normen, Vorschriften und Sicherheitsstandards spielt eine wichtige Rolle.^[104]

Trotz der Risiken gilt Wasserstoff bei Berücksichtigung der Gefährdungen prinzipiell als sicher beherrschbar. Fortschritte in Materialwissenschaft, Überwachungstechnik und Regulierung gelten als Schlüssel für eine sichere Nutzung in einer zukünftigen Wasserstoffwirtschaft.^[104]

Der TÜV Süd stellt zur Sicherheit von Wasserstoff fest:

„Das Gefahrenpotential von Wasserstoff ist nicht größer als das von Erdöl, Erdgas oder Uran. Seinen physikalischen und chemischen Eigenschaften nach gehen vom Wasserstoff keine außergewöhnlichen Gefahren aus. [...] Daher gibt es für ihn z. B. in Deutschland keine anderen Sicherheitsvorschriften als für alle anderen brennbaren Gase. Allerdings besteht eine höhere Explosionsgefahr, wenn Wasserstoff in geschlossenen Räumen freigesetzt wird, etwa in Garagen oder Tunneln. Hier ist für eine erhöhte Belüftung und eventuell für zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen zu sorgen.“

– TÜV Süd^[105]

Umsetzung nach Ländern

Die Entwicklung der Wasserstoffwirtschaft verläuft international sehr unterschiedlich. Politische Prioritäten, technologische Kompetenzen und wirtschaftliche Rahmenbedingungen führen dazu, dass einzelne Staaten eigene Schwerpunkte setzen. Zu den besonders aktiven Ländern zählen Deutschland, China, die Vereinigten Staaten und Russland. Deutschland und China verfolgen vor allem wind- bzw. erneuerbare Wasserstoffpfade, während die USA und Russland stärker auf Optionen mit Kernenergie setzen.^[3]

Deutschland

Deutschland hat mit der Nationalen Wasserstoffstrategie von 2020 und ihrer Fortschreibung 2023 einen verbindlichen politischen Rahmen geschaffen. Zentrale Ziele sind der Aufbau eines Wasserstoff-Kernnetzes, die Förderung von Elektrolysekapazitäten, die Unterstützung von Forschung und Demonstrationsvorhaben sowie die systematische Einbindung internationaler Partnerschaften. Umfangreiche Förderprogramme, darunter große Verbundprojekte und IPCEI-Initiativen, sollen den Markthochlauf beschleunigen. Die Strategie priorisiert zwar grünen Wasserstoff, umfasst inzwischen jedoch auch andere Herstellungswege, um eine Übergangsphase zu erleichtern. Als EU-Mitglied ist Deutschland eng an europäische Regulierungsinstrumente und Marktmechanismen gebunden, die den Ausbau zusätzlicher Infrastruktur und die Marktintegration wesentlich beeinflussen.^[3]

China

China verfolgt eine umfassend ausgearbeitete Wasserstoffstrategie, die auf dem National Hydrogen Plan von 2022 basiert. Dieser legt Produktionsziele für grünen Wasserstoff, den Ausbau wasserstoffbetriebener Fahrzeuge und die stärkere Nutzung erneuerbarer Energien fest. Ergänzend wurden nationale Standards für Produktion, Speicherung, Transport und Nutzung eingeführt, die einen regulatorischen Rahmen für die weitere Marktentwicklung bilden. Zahlreiche politische Initiativen auf Provinz- und Stadtebene unterstützen den Aufbau regionaler Wertschöpfungsketten, die Ausweitung industrieller Anwendungen und Investitionen in Infrastruktur und Forschung. Mit zusätzlichen Richtlinien und Förderprogrammen seit 2023 und 2024 wird der Aufbau eines breiten Wasserstoffökosystems systematisch vorangetrieben.^[3]

Vereinigte Staaten

Die Vereinigten Staaten stützen ihre Wasserstoffpolitik auf die National Clean Hydrogen Strategy and Roadmap des Energieministeriums. Diese verfolgt das Ziel, die Kosten für sauberen Wasserstoff zu senken, großskalige Produktionskapazitäten aufzubauen und regionale Wasserstoff-Hubs zu entwickeln, also Knotenpunkte, an denen Erzeugung, Speicherung und Verteilung von Wasserstoff gebündelt werden. Wichtige Impulse stammen aus dem Infrastrukturgesetz von 2021 und dem Inflation Reduction Act von 2022, der starke finanzielle Anreize für CO₂-arme Produktionsverfahren setzt. Der Aufbau von sieben regionalen Wasserstoff-Hubs markiert einen zentralen Schritt in Richtung industrieller Wertschöpfung. Ergänzend fördert das Energieministerium Forschung, Pilotanlagen und Fertigungskapazitäten für Elektrolyseure. Politische Entwicklungen unter der Regierung ab 2025 verändern jedoch Prioritäten und fördern vor allem Wasserstoff auf Basis fossiler Energien.^[3]

Russland

Russland legte mit der Energiestrategie bis 2035 und weiteren Programmen einen Rahmen für den Ausbau der Wasserstoffproduktion fest, der vor allem auf Exportmärkte ausgerichtet war. Vorgesehen waren drei regionale Wasserstoffzentren sowie Investitionen in verschiedene Erzeugungstechnologien, darunter Erdgas-basierte Verfahren, Elektrolyse, nukleare Wasserstoffproduktion und Konzepte, die sich auf Gezeitenkraft stützen. Zudem wurden Pilotprojekte für Transporttechnologien und Anwendungen im Verkehrssektor angekündigt. Die geopolitische Lage infolge des russischen Angriffskrieges gegen die Ukraine seit 2022 veränderte jedoch zentrale Voraussetzungen: Der Wegfall europäischer Absatzmärkte und internationale Sanktionen führten dazu, dass viele Projekte verlangsamt oder neu ausgerichtet wurden. Kooperationen bestehen weiterhin vor allem mit China; insgesamt sind jedoch deutlich weniger Informationen öffentlich verfügbar als vor 2022.^[3]

Siehe auch

Literatur

Ulf Bossel: Wasserstoff löst keine Energieprobleme. LIFIS Online, 16. Dezember 2010, www.leibniz-institut.de, ISSN 1864-6972 (PDF)
Jeremy Rifkin: Die H2-Revolution. Frankfurt am Main 2005, ISBN 3-596-16029-4.
Joseph J. Romm: Der Wasserstoff-Boom. Wunsch und Wirklichkeit beim Wettlauf um den Klimaschutz (Originaltitel: The Hype About Hydrogen, übersetzt von Jörg G. Moser). Wiley-VCH, Weinheim 2006, ISBN 3-527-31570-5.
Alf-Sibrand Rühle: Wasserstoff und Wirtschaft. Investieren in eine saubere Zukunft. Hydrogeit Verlag, Kremmen 2005, ISBN 3-937863-02-8.
Karl-Heinz Tetzlaff: Wasserstoff für alle: Wie wir der Öl-, Klima- und Kostenfalle entkommen. Books on Demand, 2011, ISBN 978-3-8370-6116-1.
Michael Ball, Martin Wietschel (Hrsg.): The hydrogen economy: Opportunities and challenges. Cambridge University Press, 2009, ISBN 978-0-521-17854-9.

Weblinks

Commons: Wasserstoffwirtschaft – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Wasserstofftoleranz der Erdgasinfrastruktur. (PDF) Dokumentation WD 8 - 3000 - 046/22. Deutscher Bundestag - Wissenschaftliche Dienste, 19. August 2022, abgerufen am 13. Februar 2024.
Wasserstoff – Chancen und Herausforderungen einer Zukunftstechnologie auf YouTube, abgerufen am 23. September 2023.