FOKUSTHEMEN 2020

Vorträge und Diskussionen entlang der gesamten Wertschöpfungskette von Wasserstoff

H2-Erzeugung

Etwa 99 Prozent des weltweit produzierten Wasserstoffs werden aktuell aus fossilen Energieträgern wie Erdgas und Kohle gewonnen. Dabei werden Treibhausgasemissionen frei, die den Klimawandel beschleunigen. In Zukunft müssen andere Optionen genutzt werden, um eine nachhaltige Wasserstoffwirtschaft zu ermöglichen und die Klimaschutzziele zu erreichen. Vor allem die Erzeugung von „grünem“ Wasserstoff im industriellen Maßstab wird eine wichtige Rolle spielen. „Grüner“ Wasserstoff wird entweder mittels Elektrolyse aus Wasser und Strom aus erneuerbaren Energien erzeugt oder aber durch thermochemische oder biologische Konversionsverfahren aus Biomasse gewonnen – und damit CO2-neutral.

Daneben könnte sogenannter „blauer“ und „türkiser“ Wasserstoff eine (vorübergehende) Rolle bei der Transformation zu einer dekarbonisierten Wirtschaft spielen. Die Quelle von „blauem“ Wasserstoff sind fossile Brennstoffe. Jedoch wird bei der Produktion von blauem Wasserstoff kein oder nur sehr wenig CO2 in die Atmosphäre abgegeben. Das entstandene CO2 wird entweder gelagert (carbon capture and storage, CCS), weiterverwendetet (carbon capture and utlisation, CCU) oder durch die Anwendung von Pyrolyseverfahren gar nicht erst produziert. Bei der Pyrolyse entsteht fester Kohlenstoff, der eingelagert oder gegebenenfalls weiterverarbeitet werden kann – man spricht in diesem Kontext auch von „türkisem“ Wasserstoff.

Der Fokus der Aktivitäten soll auf der Entwicklung und Skalierung von Elektrolyseanlagen sowie der Identifikation der optimalen Technologien für verschiedene lokale Gegebenheiten liegen. Aus der Demonstration unter verschiedenen Rahmenbedingungen sollen Rückschlüsse auf die Herausforderung einer Skalierung gezogen werden. Da der zu erwartende Wasserstoffbedarf in Deutschland nicht vollständig von der heimischen Produktion gedeckt werden kann, muss auch im Rahmen von internationalen Partnerschaften der Betrieb von Anlagen aus deutscher Produktion im Ausland angestrebt werden – idealerweise mit dem Ziel, grünen Wasserstoff auch nach Deutschland zu importieren.

H2-LOGISTIK

Logistiktechnologien für Wasserstoff spielen eine Schlüsselrolle, da eine Wasserstoff-Produktion in Vorzugsregionen den Transport des Wasserstoffs über lange Distanzen in die Zielregionen notwendig macht. Insbesondere sollten Logistiktechnologien, wo möglich, bestehende Infrastrukturen wie Gaspipelines oder bestehende Tanklager, Tankfahrzeuge und Tankstellen nutzen, um die Kosten der zukünftigen Wasserstoffwirtschaft möglichst gering zu halten. Aufgrund seiner geringen Dichte bei Normbedingungen muss Wasserstoff für eine effiziente Logistik entweder komprimiert, durch Abkühlung verflüssigt oder chemisch gebunden werden. Alle drei Verfahren verbessern zwar die Transporteigenschaften von Wasserstoff, sind allerdings auch mit gewissen Effizienzverlusten verbunden. Es gilt, den erzeugten Wasserstoff möglichst verlustfrei und günstig auch über weite Strecken zu transportieren, um preiswerte, grüne Erzeugungspunkte mit hochwertigen Anwendungen zu verbinden. Bei allen Logistikanwendungen müssen viele Partner kooperieren: die Träger der technologischen Expertise, Anlagenbauer, Kommunen und viele weitere. Die Etablierung von Standards ist entscheidend für belastbare Geschäftsmodelle von Wasserstoff-Nutzern, die auf Logistikanwendungen aufbauen. Insbesondere ist frühzeitig auch eine internationale Koordination nötig, um den zukünftigen internationalen Handel möglichst kostengünstig zu ermöglichen.

H2-NUTZUNG

Zum jetzigen Zeitpunkt wird Wasserstoff hauptsächlich stofflich in traditionellen Anwendungen verwertet. Hauptverbraucher ist dabei die chemische Industrie. Zur Erreichung der im Pariser Klimaabkommen formulierten Klimaschutzziele müssen die globalen Volkswirtschaften ihren Treibhausgasausstoß erheblich senken. Dabei ist Wasserstoff aufgrund seiner vielfältigen Anwendbarkeit ein unverzichtbarer Baustein, denn er bietet attraktive Möglichkeiten für den Einsatz in verschiedenen Sektoren: Im Mobilitäts-, Industrie-, Wärme- und Stromsektor.

Besonders interessant für Deutschland sind Wasserstoff-Anwendungen im Mobilitäts- und im Industriesektor. Hier können große CO2-Einsparpotenziale durch die Verwendung von Wasserstoff realisiert werden. In diesen Bereichen sind allerdings weiterhin Herausforderungen bezüglich der Verfügbarkeit von Produkten und Anlagen und punktuell auch in Bezug auf die Wirtschaftlichkeit zu meistern. Langfristig bestehen darüber hinaus große Potenziale im Gebäude- (Wärme) und Energiesektor (saisonale Speicherung). Die möglichst günstige Bereitstellung von Wasserstoff ist essentiell für die Wirtschaftlichkeit der Geschäftsmodelle – ebenso wie das Zusammenbringen von Wasserstofferzeugern und -abnehmern.

H2 INTERNATIONAL

In Deutschland gibt es heute exzellente Voraussetzungen, eine international führende Position im Bereich innovativer Technologien für die Wasserstoffwirtschaft und im Bereich der wasserstoffbasierten Mobilität zu erreichen.

Die Produktion von grünem Wasserstoff in großem Maßstab wird hingegen aller Voraussicht nach nicht in Deutschland stattfinden, sondern in Vorzugsregionen, in denen die Gestehungskosten von Wasserstoff günstiger sind und ein hohes Potential für Erneuerbare Energien vorhanden ist. Deutschland wird somit auch in einer klimaneutralen Welt Energieimporteur bleiben. Hierfür sollen nationale und internationale Partnerschaften im Kontext einer internationalen Wasserstoffwirtschaft der Zukunft vorangetrieben werden. Die Maßnahmen legen damit schon heute den Grundstein für eine starke Position der deutschen Wirtschaft in einer klimaneutralen Industriegesellschaft.

H2-STRATEGIEN

Die Wasserstoffstrategien auf Landes-, Bundes- und EU-Ebene sind von großer Bedeutung, um einen umfassenden Strukturwandel in verschiedenen Sektoren der deutschen Wirtschaft zu begleiten. Dabei ist es wichtig, die Bestrebungen im Bereich Wasserstoff auf den verschiedenen Ebenen mit anderen Bundesländern, dem Bund und weiteren internationalen Partnern abzustimmen. Mit dem Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft und dem Aufbau von Infrastruktur gehen auch immer Entscheidungen für bestimmte Technologien und Standards einher. Wichtige Weichenstellungen müssen national und auf europäischer Ebene getroffen werden.