Die geplanten Investitionen und Anstrengungen den Markthochlauf von grünem Wasserstoff anzutreiben, werden nicht dazu reichen den Treibstoff eine gewichtige Rolle in der Energiewirtschaft zu verleihen. Bis 2030 liegt der Anteil von Wasserstoff und Folgeprodukten wie Methanol am Endenergieverbrauch bei unter einem Prozent. Somit bleibt die Versorgungslage mit grünem Wasserstoff kurzfristig knapp und langfristig unsicher.
Das geht aus einer Studie des Potsdamer-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) hervor, die Anfang September im renommierten Fachblatt ‚Nature Energy‘ erschien. Mit dem Ausbau von Windkraft und Photovoltaik hat man zwar bereits erhebliche Erfahrungen gesammelt, wie sich durch öffentliche Investitionen Innovations- und Skaleneffekte beschleunigen lassen, doch der benötigte Markthochlauf von Elektrolyseuren stelle den Ausbau der Erneuerbaren in den Schatten.
„Ein großer Teil der Debatte und Forschung über Wasserstoff drehte sich um nachfragebezogene Fragen nach geeigneten Anwendungen, Märkten und Sektoren“, sagt der leitende Studienautor Adrian Odenweller vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung. „Aber bisher hat noch keine Studie mit Blick auf das Angebot von Wasserstoff den Engpass möglicher Ausbaupfade für die Elektrolyse analysiert – eine noch junge Technologie, die rasche Innovation und Verbreitung erfahren muss, um ihr Potenzial für den Klimaschutz zu entfalten.“
Um den Bedarf zu analysieren, nutzen die Forschenden eine Computersimulation. Damit konnten sie die wahrscheinliche Verbreitung der verschiedenen Energietechnologien untersuchen und so Schlussfolgerungen zur Wahrscheinlichkeit und Durchführbarkeit des Ausbaus der Elektrolysekapazität simulieren.
Bis 2030 werden weder in Europa noch global mehr als ein Prozent des Endenergieverbrauchs aus grünem Wasserstoff gewonnen werden. Erst zum Jahr 2040 werde der Durchbruch gelingen. Dann könnten es zwischen drei und elf Prozent des europäischen Endenergiebedarfs sein, der aus grünem Wasserstoff gewonnen wurde. Global betrachtet dürfte der Anteil nicht über drei Prozent hinauswachsen.
Der Weg dorthin sei von Investitionsrisiken und großen Unsicherheiten gespickt. „Zwar macht dies den grünen Wasserstoff aus politischer Sicht zu einer riskanten Wette“, sagt Mitautor Falko Ueckerdt, der ebenfalls vom PIK kommt. „Aber historische Analogien deuten darauf hin, dass notfallähnliche politische Maßnahmen zu wesentlich höheren Wachstumsraten führen könnten, was den Durchbruch beschleunigen und die Wahrscheinlichkeit der zukünftigen Verfügbarkeit von Wasserstoff erhöhen würde.“
Eine Beschleunigung braucht es auf jeden Fall. Um auf einen 1,5-Grad-Pfad zu kommen, muss die globale Elektrolyseur Kapazität bis 2050 um das 6000 bis 8000-fache steigen. Das könnte durchaus erreicht werden, wenn durch die Politik notfallähnliche Maßnahmen auf den Weg gebracht werden. Die Forschenden vergleichen das mit anderen Situationen, in denen Entwicklungsprozesse durch staatliches Eingreifen stark beschleunigt wurden. Die Autoren nennen hier beispielsweise die hohen öffentlichen Ausgaben und die zentrale Koordinierung bei der Kernkraft in Frankreich oder den Ausbau der Hochgeschwindigkeitszüge in China.
An diesem Beispiel soll sich die Investitionsbereitschaft in grünen Wasserstoff orientieren. „Dies könnte den Teufelskreis aus unsicherem Angebot, unzureichender Nachfrage und unvollständiger Infrastruktur durchbrechen und ihn in einen positiven Rückkopplungsmechanismus verwandeln, bei dem jede Komponente die andere unterstützt. Die Probleme kurzfristiger Knappheit und langfristiger Ungewissheit sind zwei Seiten derselben Medaille – und könnten durch eine stärkere politische Unterstützung, die gemeinsame Erwartungen an ein schnelles Wachstum weckt, gemeinsam gelöst werden“, sagt Mitautor Gregory Nemet von der University of Wisconsin-Madison.
Bei aller Euphorie, mehr Geld in die Wasserstoff-Industrie zu stecken, verweisen die Autoren aber auch auf die Gefahren, das Potenzial von grünem Wasserstoff zu überschätzen. Politische Entscheidungsträger sollen dafür sorgen, dass der grüne Brennstoff auch wirklich nur dort zum Einsatz kommt, wo eine direkte Elektrifizierung nicht darstellbar ist. Die Stahlindustrie wäre so ein Fall. Die generelle Verfügbarkeit von Wasserstoff darf aber nicht als Vorwand dienen die Einführung von aktuell günstigen und leicht verfügbaren Technologien wie der Elektromobilität oder Wärmepumpen künstlich in die Länge zu ziehen.
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Diese Botschaft sollten sich Politik aber auch Medien mal ganz ernsthaft zu Gemüte führen. Ich habe das Gefühl, hier leben noch viel zu viele in Wolkenkuckucksheim. Wasserstoff oder gar efuels spielen entgegen blumigen Aussagen noch 15 Jahre quasi keinerlei Rolle. Gerne in Beispielprojekten forschen, Effizienzen voranbringen und Skaleneffekte einbringen. Aber viel wichtiger ist es, jetzt das zu tun, was realistisch möglich ist und was überhaupt Voraussetzung für einen sparsamen Einsatz von Wasserstoff ist. Neben dem konsequenten Zubau an Erneuerbaren zum Beispiel Stromnetze smart machen, Sektorenkopplung mit dynamischen Strompreisen nutzen, Kurzzeitspeicher umfänglich etablieren, einen freien Markt mit bidirektionalem Schwarmspeicher ermöglichen und und und…
Ohne Wasserstoff werden wir die Energiewende in keinster Weise schaffen. Ammoniak ist extrem wichtig für die Ernährung der Bevölkerung. Es gibt jetzt auch passende Elektrolyseure dafür um auch z.B die Schifffahrt grün zu machen. Auch Düngemittel müssen grün werden. Für einen Hochofen in der Stahlindustrie braucht man jetzt noch 300 Elektrolyseure. Alleine Bosch will bis 2025 20 000 Stück pro Jahr produzieren. Wir müssen jetzt alles gleichzeitig tun und die Aussage zuerst das und dann das ist aus der Zeit gefallen. Gerade Bayern Baden-Württemberg und Hessen werden ohne Ammoniaklieferungen nicht mehr klarkommen, da für den Energietransport mit Strom- oder Gasleitungen die Infrastruktur fehlt. Bis 2050 brauchen wir das 6 bis 8000 fache an Elektrolyse wie jetzt. Diese Aussage ist ein toller Wow-Effekt, hat sonst aber keine Aussagekraft. Viel interessanter sind die nächsten Jahre und wir werden bis 2030 20% unserer gesamten Energie durch Wasserstoff verbrauchen. Das ist technisch möglich und alternativlos wenn unsere Zukunft grün werden soll. In vielen Dingen ist Wasserstoff der ideale Nachfolger von Öl und Gas. Mit diesem wird sehr viel Geld verdient und deswegen werden hier Milliardenschwere Investitionen getätigt und zwar schneller als wir alle denken. In Afrika und anderen südlichen Ländern werden viele 100 Millionen Solarmodule und Solarspiegel aufgebaut um Ammoniak zu transportieren. Das größte Problem dürfte hier die Umrüstung der Tanker sein. Auch in Deutschland müssen wir so viel Wasserstoff herstellen wie möglich. Dies müssen wir dezentral tun um die Abwärme intelligent zu nutzen. Solange die deutschen Stadtwerke noch über 25% an RWE halten wird das sehr schwierig und kann nur politisch gelöst werden. Wir müssen nach vorne schauen und die Aussagen das geht nicht, wenn das oder das nicht da ist, sollte uns nicht aufhalten.
Ich bin da nicht Ihrer Meinung. Aus wirtschaftlichen, aber auch aus Klimaschutzgründen halte ich es für kontraproduktiv, jetzt in den Zwanzigern bereits einen Hochlauf von Wasserstoff anzustreben.
Effizienz ist in gerade den Anfängen der Energiewende der heilige Gral, wenn man mit dem knappen Gut des regenerativen Stromes schnell und günstig zu ordentlichen CO2 Reduktionen kommen will. Wir haben gerade in diesen Jahren des Jahrzehnts noch ein enormes Potenzial, die einfachen und effizienten Methoden einzuführen und umfänglich zu nutzen… um z.B. die simplen verlustarmen Batteriespeicher (im Schwarm) zu etablieren oder die Sektorenkopplung bzw. die Nutzung elektrischer Geräte wie Wärmepumpe oder E-Auto zu forcieren.
Wasserstoff im großen Stil nimmt durch den schlechten Wirkungsgrad diese Energie für eine dezentrale Energiewende einfach weg und verlangsamt den Fortschritt auf allen Ebenen…. in Jahren, in Innovationen und auch in der Sicht einer gemeinsamen und bürgerlichen Energiewende. Mit gleichzeitiger Nutzung der Wärme sieht das dann schon besser aus und das kann man auch sicher an einigen Stellen so machen, als großes Modell schränkt das allerdings die Anwendungen viel zu dominant ein und es ist dann meines Erachtens nicht mehr die gemeinsame Wende für und vom Bürger, sondern (wie schon immer gehabt) die ökologische Wende mit absoluter Priorität für die Industrie.
Ich bin der Meinung… erst, wenn wir die lohnenden Mengen an Überschüssen haben und wir nicht mehr wissen, mit der Energie effizienter umzugehen, ist Wasserstoff für die großen Industrien sinnvoll…. vermutlich erst irgendwann Mitte der Dreißiger.
Hallo Detlef. Unterschiedliche Meinungen sind immer förderlich für eine Diskussion. In der Wasserstofferzeugung und der Weiterverarbeitung von diesem haben wir sehr viel Know-how und können dies zur Führungsposition weltweit ausbauen. Da gibt es Möglichkeiten in Masse für z.B Flug , Schiff oder Zug. Die lArbeitsplätze welche beim Autobau wegfallen können so zum Teil aufgefangen werden. Aus vielen Ländern kann Ammoniak jetzt schon für unter 100 Dollar pro Megawattstunde bezogen werden. Wenn sich der Energiebezug aus Russland die nächsten Jahre nicht ändert, dann werden energieintensive Betriebe dicht machen müssen. Deswegen brauchen wir die Produktion von Wasserstoff jetzt. Die Energiewende in der Hand des Bürgers hatte 10 Jahre Zeit, aber jetzt ist der Zug abgefahren und PPA Verträge unsere lieben Konzerne werden den Markt zum Großteil bestimmen. Die Skalierung mit Wasserstoff wird die Industrie auch zwingen noch mehr in erneuerbare Energien zu investieren. Wenn der Bedarf da ist und die Industrie daran viel Geld verdient, dann sind 20 bis 30 Gigawatt Zubau im Jahr doch keine Utopie. Der massive Zubau bringt aber auch die Netze ans Limit. Deswegen ist statt Abschaltung von Windrädern und Solarparks eine Wasserstofferzeugung sinnvoll. In Brandenburg wird mehr grüner Strom erzeugt als verbraucht und transportiert werden kann. Dort werden jetzt Solarparks und Windräder gebaut und damit wird Wasserstoff erzeugt. Energieverluste gibt es hier nicht, da die Abwärme bei einem Projekt 100.000 Bürger mit Wärme dezentral versorgt. Das muss tausendfach passieren und die Gaseinsparungen sind gigantisch. Wir dürfen alles andere nicht vernachlässigen, aber Speicher im Eigenheim sind keine Lösung. Hier werden Akkus für einen Straßenzug oder eine ganze Gemeinde sinnvoller und billiger. Den großen Schwarm werden E- Autos netzdienlich darstellen.
Ich sehe das wie Sie. Leider hat sich der hohe Systemwirkungsgrad von 90-95%, bei konsequenter dezentraler Kraftwärmekopplung sowohl bei der Produktion als auch bei der Nutzung von H2 (außer bei der Mobilität), noch nicht herumgesprochen. Da weltweit mehr Wärme als Strom benötigt wird und ein schneller und kostengünstiger Ausbau von PV möglich und nötig sein wird, wird es ohne eine Wasserstoffwirtschaft unmöglich sein, die hohen Stromüberschüsse im Sommer für den Winter nutzbar zu machen. PV ist zumindest in Europa wesentlich leichter ausbaubar als Windenergie. An Fläche mangelt es nun ja wirklich nicht (Thema Flächen für Energiepflanzen).
… ich habe nicht den Eindruck, dass Sie den Bericht gelesen haben. Aus dem geht ziemlich eindeutig hervor, dass dieser enorme Hochlauf bei Wasserstoff so schnell gar nicht möglich ist… auch, wenn man sich das noch sehr wünschen mag. Die regenerativen Erzeuger sind noch lange dafür nicht da, die Skalierung der Elektrolysen kann unmöglich so schnell gelingen, der wirtschaftliche durchgängige Betrieb ist mit Grünstrom mindestens 10 Jahre noch gar nicht zu bewältigen…
Ich bin der Meinung, dass wir sehr wohl mit einer smarten Direktnutzung und mit der effizienten Kurzzeitspeicherung deutlich mehr in kürzerer Zeit erreichen können. Im (bidirektionalen) Stromnetz und im Handel sind natürlich noch die entscheidenden „smarten“ und dezentralen Weichen so zu stellen, dass wir zu einem regionalen und angebotsorientierten und „lückenfüllenden“ System kommen müssen. Bislang ist da noch so gut wie nichts geschehen, man möchte jetzt aber vorher schon (bei lächerlichen 50% Anteil) alles verlustreich und umständlich wandeln und speichern… das ist absurd. Das Potenzial der Sektorenkopplung ist gigantisch, wenn nur der Bürger und die Industrie die entsprechenden Anreize für die Nutzung von volatilem Strom erhält. Wir brauchen bis 2030 die 6 Millionen Wärmepumpen, die 15 Millionen E-Autos und die Elektrifizierung der Prozesse in der Industrie… die Energiemenge ist immens und reicht völlig, um mit dem Zubau der Erneuerbaren mitzukommen und endlich in den Sektoren echte Erfolge hinzubekommen. Das ist der schnellste und einfachste Weg, wenn nur noch Smartmeter beim Verbraucher erforderlich sind, um auf Effizienzen von über 90% zu kommen… und es ist der gemeinsame Weg mit einem positiven spirit, wenn die niedrigen Strompreise der (überschüssigen) Erneuerbaren direkt und umfänglich beim Bürger wirken können.
Wird jetzt in der Anfangszeit alles für Wasserstoff „abgesaugt“, ist das keine Energiewende mehr, die dem Bürger dienen soll. Es ist wie gesagt dann eine Energiewende für die großen Industrien, die sehr einseitig als „Beschaffer“ für einen Rohstoff fungiert, von dem eigentlich nur die Industrie wirklich etwas hat, um ihn selber zu nutzen oder mit maximaler Kontrolle teuer zu verteilen. Aus meiner Sicht das völlig falsche Signal und (wie immer) könnte das eher zum Frustbeschaffer für das Volk werden…
Joule
Prozentangaben sind nur sinnvoll wenn gleichzeitig definiert wird auf was sie sich beziehen, Das ist hier, wie leider in vielen Publikationen, nicht der Fall.
Bei grünem Wasserstoff muss auf jeden Fall auch geklärt werden, ob dieser stofflich verwertet werden soll (Stahlwerk, chemische Industrie usw. ) oder als Medium zum Transport bzw. zur Speicherung von Energie aus Ökostrom. (Rückverstromung über Brennstoffzelle, Gasturbine usw. oder Nutzung der Verbrennungswärme).
In vielen Fällen muss auch noch geklärt werden , dass Wasserstoff keine Energiequelle ist sondern ein Medium das – bei energetischer Nutzung – mit Verlusten aus anderen Energieformen gewonnen werden muss. Trotz der Nachteile bietet grüner Wasserstoff auch wichtige Vorteile, die seine Einführung auch in großem Stil rechtfertigen.
Hallo D. Klinke. Ich glaube dem PKI nicht da Studien mit dem 8000-fachen Verbrauch bis 2050 sinnloser Nonsens sind. Auch sie liegen mit ihren Aussagen mit Sicherheit und nicht nur mit meiner Meinung weit daneben. Lesen Sie mal den Kommentar von Herrn Scherer, dann denken Sie vielleicht etwas anders, denn mit Wasserstoff wird nichts abgesaugt. Das größte Problem der Energiewende ist die Wärme und sie kann mit Wasserstoff hervorragend produziert werden. Stellen Sie sich vor da werden sogar sogenannte Verluste wieder zu Energie. Ich kann sie auch fragen wer die 6 Millionen Wärmepumpen in Deutschland bauen soll. Nur 20% der vorhandenen Gebäude sind für eine Wärmepumpe überhaupt ohne Sanierung nutzbar. Die Sanierung wird 50 Jahre dauern. Vielleicht brauchen wir gar nicht so viele Akkuspeicher wenn genug Wasserstoff oder die Produkte daraus speicherbar und langfristig vorhanden sind. Um sie beim Absaugen etwas zu beruhigen wird auch viel Ammoniak aus südlichen Ländern eingeführt werden. Der erste Wasserstofftransport aus Abu Dhabi ist schon da! Die Bürger Energiewende wird etwas verstärkt nebenher laufen, aber sie dauert viel zu lange. Oder sind Sie der Meinung dass wir in 5 Jahren jeder ein Smart Meter haben, oder der Südlink fertig wird? Ich war dem Wasserstoff auch nicht so zugeneigt aber habe meine Meinung hier geändert, denn es ist die schnellste Art die Energiewende zu schaffen.
Natürlich gibt es auch bei Wasserstoff auch jetzt schon sinnvolle Anwendungen, die mit der Wärme zusammen auch die Effizienz bringen. Kann man ja machen, trotzdem ist das aus meiner Sicht der sehr viel komplexere Teil der Energiewende, der nur einen bestimmten Sektor abdecken kann und für mich nicht die umfassende Energiewende für den Bürger bedeutet. Wasserstoff wird ohne Zweifel noch eine große Rolle spielen, für mich ist da aber die Reihenfolge und der geeignete Zeitpunkt entscheidend. Ich denke, man sollte zuerst die großen Hebel mit kleinem Aufwand machen… ein effizientes Netz mit dem priorisierten Direktverbrauch und dem freien Stromhandel aus effizienten Speichern ist so etwas und es ist Voraussetzung für den (späteren) sparsamen Einsatz von Wasserstoff.
6 Millionen Wärmepumpen und 15 Millionen Autos sind bis 2030 das Ziel. Das halte ich ohne weiteres für möglich, wenn die Fossilen teuer sind und auf der anderen Seite der Strommarkt das hergibt und die günstigen Überschüsse dafür reichhaltig vorhanden sind. Das halte ich jedenfalls bei weitem für wahrscheinlicher, als in dieser so frühen Phase eine gigantische Wasserstoffindustrie dafür aufzubauen, die gar nicht gründeckend sein kann und bestimmt nicht immer die tollen Wirkungsgrade mit Wärme zusammen aufbringen können wird…
Smartmeter wird jeder bekommen, der es möchte. Und ist der Anreiz für die Nutzung groß mit passenden Preishüben, kommen sie auch sehr viel schneller als man denkt… zusammen im Paket mit den großen elektr. Verbrauchern bzw. fossilen Ablösern, die wir in großen Mengen dringend benötigen. Ammoniak oder efuels kann man ja gerne jetzt schon im Ausland machen, wenn Geld nicht größte Rolle spielt. Hierzulande erscheint mir das wirtschaftlich noch sehr lange unmöglich und klimatechnisch kontraproduktiv…
Hallo Detlef. Ich sehe bei ihnen Vorschlägen nur Hebel mit großem Aufwand. Seit Jahren bitten hier viele um die Auflösung der gordischen Knoten welche uns die Vorgängerregierungen fest in das Stromdesign gebunden haben. Am Ende dieser Legislaturperiode werden noch mehr Knoten da sein als gelöst wurden. Blauäugigkeit hilft da nicht weiter. Es ist zwar bitter, aber wenn die Industrie den Hauptteil der Energiewende machen darf, dann geht es viel schneller. Ihre 15 Millionen E-Fahrzeuge kann ich gut nachvollziehen, da über zwei Drittel aus dem Ausland kommen werden. Diese bidirektional zu nutzen ist vielleicht die größte Aufgabe im privaten Bereich, da sie von enormer Wichtigkeit ist . Die 6 Millionen Wärmepumpen sind Utopie. 2021 stieg der Neubau um 30000 auf 150.000 Stück. Wir bräuchten aber 8 Jahre hintereinander 750.000 Stück im Jahr. Wer soll die bauen und was machen die 15 Millionen anderen Haushalte? Warum muss die Wasserstoffindustrie so gigantisch sein? Dezentral und das tausendfach ist die Lösung. Wir müssen endlich begreifen, dass wir die Energie da erzeugen wo sie gebraucht wird und den kürzesten Weg zurücklegen muss. Ein großer Solarpark kombiniert mit 5 Windrädern würde bei den meisten Kommunen schon reichen. Der Netzausbau würde viel billiger werden und schneller gehen, denn auch ein kleiner Verbund aus mehreren Anlagen würde Sinn machen. Warum ist Wasserstoff komplex und warum kann man ihn nur begrenzt in Sektoren nutzen? Wasserstoff ist ein Tausendsassa! In ca 200 Wohnhäusern in Deutschland sorgt er fehlerfrei für eine ganzjährige Autarkie in Verbindung mit PV und ohne Wind. Die Technik, wenn auch noch teuer, ist da und wird mittlerweile auch als Gemeinschaftsanlage in größeren Neubauprojekten eingesetzt. Da stehen bereits über 10 Jahre Forschung dahinter. Wir stecken sehr viel Geld und Ressourcen in die Optimierung unseres Eigenverbrauchs. Dabei wäre es viel nachhaltiger in Anteile für ein Windrad oder einen Solarpark der Gemeinde zu investieren. Wärmenetze und industrielle Wärmepumpen sind viel billiger und brauchen weniger Rohstoffe als wenn jeder Einzelne seine Energieversorgung selber baut. Aber die bestehenden Gesetze haben auch keine andere Wahl gelassen.