Wasserstoff

Umwelt und Energiegewinnung – Blauer Wasserstoff- Tank auf dem Planeten Erde
Zukunftsthema Wasserstoff

Erdgas ist aktuell einer der dominierenden Energieträger zur Wärmeversorgung in Deutschland, für einzelne Gebäude wie für Wärmenetze. Wenngleich seit einigen Jahren erneuerbare Wärmeversorgungslösungen wie Wärmepumpen und die Wärmelieferung immer weitere Verbreitung finden, werden gasbasierte, vor allem Erdgas und damit fossile Technologien in den nächsten Jahren weiterhin eine Rolle in diesem Markt spielen. Nichtsdestotrotz werden auch diese Emissionen spätestens 2045 auf null heruntergefahren sein müssen, damit wir die Klimaziele einhalten können.

Inwieweit und wann grüne und synthetische Gase, speziell Wasserstoff einen weiteren Beitrag zur Defossilisierung der gasförmigen Wärmeversorgung liefern und ist, oder ob sich nicht sogar Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Sektorkopplung in Quartierskonzepten eröffnen, gilt es herauszufinden.

 

Wasserstoffwirtschaft kommt nur langsam voran

Seit Verabschiedung der Nationalen Wasserstoffstrategie (NWS) im Jahr 2020 wurden Wasserstoffprojekte von insgesamt drei Gigawatt Elektrolyseleistung angereizt. Im Rahmen der IPCEI-Projekte – die Abkürzung steht für „Important Project of Common European Interest“ – könnten davon bis zum Jahr 2026 bereits bis zu 2.2 Gigawatt (GW) Elektrolyseleistung entstehen, bis 2030 seien „unter Umständen“ sogar mehr als drei Gigawatt möglich. Dazu kommen geplanten Wasserstoff-Pipelines mit insgesamt 1.700 Kilometern Länge.

Diese bisherigen Meilensteine und die Perspektive passen so gar nicht zum Anspruch der Bundesregierung, die das Ziel für 2030 zu Beginn ihrer Amtszeit auf 10 GW Elektrolyseleistung erhöht hat. Auf regulatorischer Ebene werden insbesondere die Novelle des Energiewirtschaftsgesetzes und der dazugehörigen Wasserstoffnetzentgeltverordnung, sowie die Weiterentwicklung der Treibhausgasminderungsquote als erste Meilensteine genannt.

Fortschritte im Hinblick auf die Dekarbonisierung der Wärmebereitstellung mittels Wasserstoff werden nicht genannt.

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Erster digitaler Wasserstoffmarktplatz in Deutschland

Vor kurzem ist der Wasserstoffmarktplatz Berlin-Brandenburg an den Start gegangen. Das Ziel ist, Erzeuger, Transporteure und Verbraucher von Wasserstoff auf einer digitalen Plattform zusammenzubringen und so Erzeugung und Verbrauch anzureizen. Anbieter- und Nachfrager von H2 können sich dort mit konkreten Gesuchen und Geboten präsentieren und nach Partnern suchen. Sie finden dort ebenso Informationen wie beispielsweise zu H2-Qualitäten, Druck oder Preisen. Die Einträge werden georeferenziert als Landkarte gezeigt.

Laut aktuellem Stand sind 177 Organisationen und 109 Wasserstoff-Projekte registriert. Schon jetzt sind für das Jahr 2022 Kauf und Verkaufs-Gebote eingetragen, und die Wasserstoffmengen steigen dabei auf über 90.000 Tonnen Wasserstoff im Jahr 2035.

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Deutschland, deine Wasserstoffstrategien

Neben der Nationalen Wasserstoffstrategie der Bundesregierung existieren mittlerweile 12 Strategien einzelner oder mehrerer Bundesländer zum Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft. Die Strategien unterscheiden sich teilweise erheblich, so zum Beispiel in der Frage, welche Rolle blauer Wasserstoff spielen soll-. Weitgehende Einigkeit herrscht hingegen in der Priorisierung von Industrie und Verkehr gegenüber dem Wärmesektor. Eine wesentliche Rolle spielen außerdem regionalspezifische Schwerpunkte, da sich in einigen Fällen mehrere Bundesländer zu Clustern zusammengeschlossen haben, die gemeinsame Strategien verfolgen.

 

Die Autoren der Ariadne-Studie, die die Länderstrategien untersucht hat, schlagen insbesondere eine verbesserte „Wasserstoff-Governance“ vor.

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Harmonisierung von Wasserstoff

Auch in einer klimaneutralen Energiewelt werden Deutschland und Europa nicht unabhängig sein von Energieimporten. Statt fossiler Energien sollen zukünftig aber erneuerbare Energieträger wie Wasserstoff oder Ammoniak importiert werden. Wie aber lässt sich nachweisen, dass der Wasserstoff tatsächlich nachhaltig hergestellt wurde, damit dieser beispielsweise auf die Emissionsreduktion angerechnet werden kann? Eine neue Studie von dena und Weltenergierat identifiziert weltweit elf Zertifizierungsstandards für Wasserstoff, die unterschiedliche Anforderungen an den Energieträger und dessen Produktionsparameter stellen. Wie strikt ein Standard ist, entscheidet am Ende unter anderem über den Preis des Energieträgers und ob ein Produzent diesen auf einem Markt (z.B. der EU, Nordamerika oder Japan) vertreibt. Ist ein Standard zu strikt, kann dies u.U. auch dazu führen das Anbieter einem Markt ganz fernbleiben. Den Autoren zufolge ist ein global einheitlicher Standard aktuell unwahrscheinlich, da ambitionierte Systeme sich kaum zugunsten einer Harmonisierung mit geringeren Standards zufriedengeben werden. Die Verfügbarkeit von Wasserstoff in Deutschland wird also auch davon abhängig sein, welche Anforderungen wir an importierte erneuerbare Energieträger stellen werden.

 

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Wasserstoffstrategie: Nicht nur in großen Anlagen denken

Nach Berechnungen des Reiner Lemoine Instituts könnten Anlagen unter 5 MW eine heimische Produktion von rund 13,7 Mrd. kWh und damit rund die Hälfte der Zielmenge Nationalen Wasserstoffstrategie für 2030 decken. Die Autoren der Arbeit betonen vor allem die Netzdienlichkeit der H2-Erzeugung im kleinen Maßstab: „Solche Elektrolyseure können flexibel auf das fluktuierende Dargebot an Wind- und Solarstrom und Steuersignale der Verteilnetzbetreiber reagieren. Damit leisten sie einen wichtigen Beitrag zur Netzstabilität und Versorgungssicherheit.“ Zusätzlich kann die dezentrale H2-Erzeugung die regionale Wertschöpfung mit neuen Geschäftsmodellen stärken und den Markthochlauf in die Breite tragen. Aufgabe der Politik sei es, die Voraussetzungen für den Betrieb kleiner Elektrolyse-Anlagen zu schaffen.

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Sachsen beschließt Wasserstoffstrategie

Das Land Sachsen will bis 2030 eine geschlossene Wasserstoffwertschöpfungskette aufbauen. Mittelfristig soll sich grüner Wasserstoff als Energieträger in der Region etablieren, so die Landesregierung in dem jetzt auf den Weg gebrachten Papier. Dabei sei eine sektorübergreifende Anwendung das langfristige Ziel. Der Energieträger soll vorrangig in Industrie und Transportsektor zum Einsatz kommen, aber auch einen Beitrag zur Wärmeversorgung leisten. In diesem Kontext werden vor allem Aspekte wie KWK-Anlagen, Sektorkopplung und Quartierslösung genannt.

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Staßfurt in Sachsen-Anhalt soll Wasserstoff-Modellregion werden

Die Region Staßfurt in Sachsen-Anhalt will Vorreiter bei der Herstellung und Nutzung von grünem Wasserstoff werden. Ziel des Projekts ist der Aufbau einer vollständigen Wasserstoff-Wertschöpfungskette von lokaler erneuerbarer Stromerzeugung über die Elektrolyse bis hin zur Nutzung des Energieträgers. Der so erzeugte Wasserstoff ist sowohl in der Wärmeversorgung als auch in Industrie und Schwerlastverkehr die lokale Wertschöpfung eingebunden werden. Die Umsetzung erster Meilensteine ist bis 2024 angepeilt.

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