rEnergy Basics Wasserstoff: Schlüsselelement in der Energiewende

Ob im Verkehrssektor, in der Industrie oder der Energiewirtschaft – Wasserstoff gilt als Energieträger der Zukunft und Baustein im Klimaschutz. In diesem Artikel erklären wir die Grundlagen des Elements Wasserstoff, seine Herstellung, Nutzungsmöglichkeiten und die Rolle, die er in einer klimaneutralen Zukunft spielen kann.

Wasserstoff spielt eine zunehmend zentrale Rolle – vor allem in der Energiewende, aber auch in Industrie, Verkehr und Forschung. Seine Bedeutung ergibt sich aus mehreren Eigenschaften: Er ist das häufigste Element im Universum, kann Energie speichern und bei Nutzung entsteht (idealerweise) nur Wasser statt CO₂.

Seine wichtigsten Funktionen sind:

• Energiespeicher der Zukunft
• Schlüssel für klimaneutrale Industrie 
• Alternative im Verkehr
• Energie-Import und globale Märkte

Trotz großer Chancen gibt es noch Probleme. So ist die Herstellung derzeit noch teuer und die Speicherung anspruchsvoll. Hinzukommen Energieverluste bei der Umwandlung sowie Lücken in der Infrastruktur. Der folgende Text beschreibt die wichtigsten Grundlagen rund um das Thema Wasserstoff: seine Herstellung, seine Einsatzbereiche sowie seine Rolle im Rahmen der Energiewende.

Wasserstoff – Energieträger der Zukunft

Wasserstoff (Symbol H₂) ist das leichteste, kleinste und häufigste chemische Element im Universum. Es tritt unter Normalbedingungen als farb- und geruchloses Gas auf. Es kommt auf der Erde fast ausschließlich in gebundener Form (zum Beispiel in Wasser, H₂O) vor.

Aber Wasserstoff kann noch viel mehr: Er gilt als besonders vielseitiger Energieträger, weil er auf unterschiedliche Weise erzeugt, gespeichert, transportiert und genutzt werden kann. Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen ist er keine Primärenergiequelle, sondern ein sogenannter Sekundärenergieträger. Das heißt, er kann aus verschiedenen Energiequellen hergestellt werden. 

Ein weiterer Grund für das große Potenzial von Wasserstoffs liegt in seinen zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten. Zudem lässt sich Wasserstoff gut in bestehende Energiesysteme integrieren. Gerade im Hinblick auf die Energiewende spielt er daher eine zentrale Rolle als vielseitig einsetzbarer Energieträger.

Wie wird Wasserstoff hergestellt?

Wasserstoff kann auf verschiedene Arten hergestellt werden. Grundsätzlich unterscheidet man elektrolytische und chemische Verfahren.

Übersicht: Mit diesen Verfahren wird Wasserstoff hergestellt.

Elektrolyse

Beim elektrolytischen Verfahren wird Wasser (H₂O) mithilfe von Strom in Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂) gespalten. Dieses Verfahren nennt man Elektrolyse. 

Es gibt vier verschiedene Verfahren der Elektrolyse von Wasserstoff. Sie unterscheiden sich in Technik, Materialwahl, Stromdichte und Betriebstemperatur – Faktoren, die den energetischen Wirkungsgrad bestimmen:

• Alkalische Elektrolyse (AEL)
• Proton-Exchange-Membran-Elektrolyse (PEM)
• Anionen-Exchange-Membran-Elektrolyse (AEM)
• Solid-Oxide-Electrolycer-Cell-Elektrolyse (SOEC)

Das Grundprinzip bleibt jedoch gleich: Elektrischer Strom spaltet Wasser in seine Bestandteile. Aus zwei H₂O-Molekülen entstehen zwei Wasserstoffmoleküle (H₂) und ein Sauerstoffmolekül (O₂). Die Hauptarten unterscheiden sich durch Elektrolyt, Betriebstemperatur und Materialien.

Wenn der Strom aus erneuerbaren Quellen wie Wind- oder Solarenergie stammt, spricht man von grünem Wasserstoff. Die Elektrolyse ist flexibel und eignet sich besonders zur Nutzung von überschüssigem Strom aus erneuerbaren Energien.

Hybrion-PEM-Elektrolyse-Stacks

Wasserstoff-Zukunft beginnt bei Bosch: Neuer 2,5-MW-Elektrolyseur in Betrieb

Dampfreformierung

Das chemische Verfahren basiert meist auf fossilen Brennstoffen. Im industriellen Maßstab wird Wasserstoff heute am häufigsten über die Dampfreformierung von Erdgas erzeugt. Das produzierte Gas wird als grauer Wasserstoff bezeichnet.

In einem mehrstufigen Verfahren reagiert Erdgas mit Wasserdampf unter hohen Temperaturen und Druck. Dabei entstehen Wasserstoff und CO₂. Das Reformierungsverfahren lässt sich auch mit Kohle, Methanol und Biomasse durchführen. Wird das CO₂ abgeschieden und gespeichert, entsteht blauer Wasserstoff, der klimafreundlicher ist.

Methanpyrolyse

Die Methanpyrolyse spaltet Methan aus Erdgas oder biogenen Quellen durch Hitzeeinwirkung. Das Ergebnis dieses Prozesses wird als türkisfarbener Wasserstoff bezeichnet. 

Um tatsächlich CO₂-neutral zu sein, muss die Energie dafür erstens aus erneuerbaren Quellen stammen. Zweitens muss der gewonnene Kohlenstoff anschließend dauerhaft gelagert oder in festem Zustand genutzt werden. Verwendungsmöglichkeiten für festen Kohlenstoff gibt es viele, etwa als Granulat im Straßenbau, der Werkstoffindustrie sowie in der Landwirtschaft zur Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit.

Weitere Verfahren

Daneben gibt es auch experimentelle Verfahren wie biologische Wasserstoffproduktion durch Mikroorganismen oder photochemische Spaltung von Wasser. Diese haben bislang aktuell keine industrielle Relevanz.

Welche Arten von Wasserstoff gibt es?

Wasserstoff wird in verschiedene Arten eingeteilt. Je nachdem, wie er hergestellt wird und wie klimafreundlich dieser Prozess ist. Diese Einteilung erfolgt häufig mithilfe von Farben, die die Herkunft und Umweltbilanz des Wasserstoffs kennzeichnen. 

Grüner Wasserstoff

Am bekanntesten ist der sogenannte grüne Wasserstoff, der durch Elektrolyse von Wasser entsteht, wobei der benötigte Strom aus erneuerbaren Energien wie Wind- oder Solarenergie stammt. Da bei diesem Verfahren keine direkten CO₂-Emissionen entstehen, gilt grüner Wasserstoff als besonders umweltfreundlich und spielt eine zentrale Rolle in der Energiewende.

Grauer Wasserstoff

Dem gegenüber steht grauer Wasserstoff, der derzeit am häufigsten verwendet wird. Er wird meist aus Erdgas durch die sogenannte Dampfreformierung gewonnen, wobei große Mengen an Kohlendioxid freigesetzt werden. Daher gilt grauer Wasserstoff klimaschädlich. 

Blauer Wasserstoff

Eine etwas verbesserte Variante ist der blaue Wasserstoff, bei dem ebenfalls Erdgas als Ausgangsstoff dient, das entstehende CO₂ jedoch abgeschieden und gespeichert wird. Dadurch werden die Emissionen reduziert, auch wenn der Prozess nicht vollständig klimaneutral ist.

Türkiser Wasserstoff

Eine weitere, noch relativ neue Variante ist der türkise Wasserstoff. Er wird durch die thermische Spaltung von Methan (Methanpyrolyse) hergestellt, wobei anstelle von CO₂ fester Kohlenstoff entsteht. Wenn die dafür benötigte Energie aus erneuerbaren Quellen stammt, kann dieses Verfahren ebenfalls vergleichsweise klimafreundlich sein. 

Weitere Arten

• Zusätzlich gibt es violetten oder pinken Wasserstoff, der mithilfe von Strom aus Kernenergie erzeugt wird. Dieser ist zwar nahezu CO₂-arm, wird jedoch aufgrund der Nutzung von Atomkraft unterschiedlich bewertet. 
• Schließlich existieren noch brauner oder schwarzer Wasserstoff, die aus Kohle gewonnen werden und besonders hohe CO₂-Emissionen verursachen, weshalb sie als die umweltschädlichsten Varianten gelten.

Insgesamt zeigt diese Einteilung, dass nicht der Wasserstoff selbst über seine Umweltfreundlichkeit entscheidet, sondern die Art seiner Herstellung.

Einsatzbereiche von Wasserstoff

Der Einsatz von Wasserstoff zielt darauf ab, Emissionen von Treibhausgasen wie CO₂ und anderen klimaschädlichen Gasen wie Methan zu senken. Der Blick liegt dabei vor allem auf Anwendungen, bei denen derzeit fossile Energieträger genutzt werden.

Industrie

Vor allem in der Industrie ergeben sich für Wasserstoff zahlreiche Einsatzbereiche. So ist er bereits heute ein wichtiger Grundstoff in mehreren zentralen Produktionsprozessen. Besonders bedeutend ist seine Rolle in der chemischen Industrie, zum Beispiel für die Synthese von Ammoniak. Dafür wird neben Stickstoff auch Wasserstoff benötigt. Dieser wird aktuell aus Erdgas reformiert, wobei große Mengen CO₂ freigesetzt werden. Einen alternativen Ansatz bietet die Elektrolyse. Da während des Reformierungsprozesses auch der notwendige Stickstoff erzeugt wird, muss dieser in neuen Produktionsrouten auf anderem Weg verfügbar gemacht werden, beispielsweise über Luftzerlegung. 

Darüber hinaus gewinnt Wasserstoff in der Stahlproduktion zunehmend an Bedeutung. Traditionell wird bei der Stahlherstellung Kohle verwendet, um Eisen aus Eisenerz zu gewinnen, wobei große Mengen CO₂ entstehen. Wasserstoff kann hier als klimafreundlichere Alternative dienen, da er den Sauerstoff aus dem Erz reduziert und dabei lediglich Wasser statt Kohlendioxid entsteht. Dies macht ihn zu einem wichtigen Baustein für eine klimaneutrale Stahlproduktion.

Auch in der Energieversorgung innerhalb von Industriebetrieben spielt Wasserstoff eine Rolle. Er kann zur Erzeugung von Prozesswärme genutzt oder in Brennstoffzellen in elektrische Energie umgewandelt werden. Zudem dient Wasserstoff als Ausgangsstoff für die Herstellung weiterer chemischer Produkte wie Methanol oder synthetische Kraftstoffe, die beispielsweise im Flug- oder Schiffsverkehr eingesetzt werden können.

IM Detail

Klimaneutraler Wasserstoff kann große Industriezweige dekarbonisieren
 

Das Potenzial der grünen Wasserstoff-Transformation ist enorm, da sie weltweit langfristig große Industriezweige dekarbonisieren könnte. Einige davon, wie zum Beispiel die Stahl- und Chemieindustrie, verbrauchen bereits jetzt große Mengen an Wasserstoff, weshalb die Substitution mit klimafreundlich hergestellten Alternativen bereits mittelfristig große Emissionsminderungen herbeiführen könnte.

Aber auch Sektoren, die derzeit noch nicht auf Wasserstoff angewiesen sind, könnten langfristig von der Transformation profitieren. So ist beispielsweise die Nutzung von überschüssigem klimaneutralem Wasserstoff zur Herstellung von Elektrizität und Speicherung von Energie denkbar. Ebenso könnten Fahrzeuge mit alternativen Antrieben auf Wasserstoffbasis betrieben werden.

Insgesamt sollen so bis zum Jahr 2050 über 85 Milliarden Tonnen an Kohlenstoffdioxidemissionen eingespart werden. Der tatsächliche Erfolg der Dekarbonisierung hängt dabei aber stark von den Bemühungen politischer und wirtschaftlicher Akteure ab, mittels Investitionen und Regularien langfristig die Wasserstoff-Transformation in den jeweiligen Sektoren voranzutreiben.

Quelle: Statista Spotlight-Report Wasserstoff

Mobilität

Wasserstoff spielt im Bereich Mobilität vor allem als alternativer Treibstoff eine Rolle. Insbesondere dort, wo Batterien an ihre Grenzen stoßen. In Fahrzeugen mit Brennstoffzellen wird Wasserstoff mit Sauerstoff aus der Luft chemisch zu Wasser umgesetzt, wobei elektrische Energie entsteht. Diese Energie treibt Elektromotoren an, ähnlich wie bei batterieelektrischen Fahrzeugen, jedoch mit dem Vorteil, dass das Tanken von Wasserstoff deutlich schneller geht als das Aufladen einer Batterie.

Besonders geeignet ist Wasserstoff für Lkw, Busse, Züge auf nicht elektrifizierten Strecken sowie für Schiffe und potenziell auch Flugzeuge. Also für Transportmittel, die große Reichweiten benötigen oder viel Gewicht bewegen. In Pkw ist Wasserstoff ebenfalls einsetzbar, wie beispielsweise beim Toyota Mirai, doch hier konkurriert er stärker mit batterieelektrischen Autos.

Vergleichbare Leistung wie Diesel-Fahrzeuge

Nachhaltigkeit in der Logistik: Toyota setzt auf Wasserstoff-Truck

Weiterhin kann Wasserstoff in synthetische Kraftstoffe (E-Fuels) umgewandelt werden, die für bestehende Fahrzeuge, Schiffe oder Flugzeuge nutzbar sind, ohne dass die Infrastruktur komplett erneuert werden muss. Insgesamt bietet Wasserstoff in der Mobilität die Möglichkeit, Verkehr emissionsarm zu gestalten, insbesondere in Bereichen, in denen eine direkte Elektrifizierung schwierig oder ineffizient ist.

Energiebranche

In der Energiebranche wird Wasserstoff auf vielfältige Weise eingesetzt, sowohl als Energieträger als auch als Speichermedium. Besonders wichtig ist seine Rolle bei der Integration erneuerbarer Energien, da Wind- und Solarstrom wetterabhängig und zeitlich ungleich verteilt sind. 

Zuden wird Wasserstoff in Industriekraftwerken eingesetzt, um fossile Brennstoffe (teilweise) zu ersetzen und die CO₂-Emissionen zu reduzieren. In Kombination mit bestehenden Gasnetzen kann Wasserstoff auch über längere Strecken transportiert und zwischengespeichert werden, was ihn zu einem Saison- und Langzeitspeicher für Energie macht.

Gebäudesektor

Über die Rolle von Wasserstoff als Energieträger in der Wärmeversorgung wird viel diskutiert. Derzeitig gehen Experten nicht davon aus, dass der Einsatz im Gebäudesektor aufgrund geringer Effizienz und hohen Kosten gegenüber Wärmepumpen kaum sinnvoll ist. Wahrscheinlicher sei sein Einsatz in Kraft-Wärme-Koppelungsprozessen zur Fernwärmeerzeugung.

Wie wird Wasserstoff transportiert?

Wasserstoff kann auf verschiedene Arten transportiert werden – je nach Entfernung, Menge und Nutzung:

Pipelines

Ähnlich wie Erdgas wird Wasserstoff durch Leitungen transportiert. Das ist besonders effizient für große Mengen an Land, erfordert aber teilweise neue oder angepasste Infrastruktur, weil Wasserstoff Materialien stärker beansprucht.

Verflüssigter Wasserstoff

Wasserstoff kann auf etwa -253 °C heruntergekühlt und verflüssigt werden. So lässt er sich per Schiff oder Lkw transportieren, benötigt aber viel Energie für die Kühlung.

Druckgas 

Für kürzere Strecken wird Wasserstoff oft als komprimiertes Gas in Drucktanks transportiert, etwa per Lkw oder für Tankstellen.

Chemische Trägerstoffe

Wasserstoff kann auch in anderen Stoffen „gebunden“ werden, zum Beisiel in Ammoniak oder sogenannten LOHCs (flüssige organische Wasserstoffträger). Diese sind leichter zu transportieren und zu lagern, müssen aber am Zielort wieder in Wasserstoff umgewandelt werden.

Insgesamt gilt: Für kurze Strecken sind Tanks praktisch, für große Mengen und lange Distanzen werden Pipelines oder Schiffe mit gebundenem Wasserstoff immer wichtiger.

Vorteile von Wasserstoff

Wasserstoff bietet eine Reihe von Vorteilen, die ihn zu einem zentralen Baustein der Energiewende machen. Einer der größten Vorteile ist seine Klimafreundlichkeit: Beim Einsatz in Brennstoffzellen oder als Brennstoff entsteht im Idealfall nur Wasser, nicht CO₂. Besonders grüner Wasserstoff, der aus erneuerbaren Energien hergestellt wird, ermöglicht so eine nahezu emissionsfreie Energieversorgung.

Ein weiterer Vorteil ist die Flexibilität: Wasserstoff kann aus verschiedenen Energiequellen erzeugt werden, gespeichert und transportiert werden – sowohl in gasförmiger als auch in flüssiger Form oder chemisch gebunden, zum Beispiel in Ammoniak. Dadurch lässt sich Energie räumlich und zeitlich flexibel bereitstellen, was besonders wichtig ist, um Schwankungen bei Wind- oder Solarstrom auszugleichen.

Wasserstoff ist zudem – wie bereits erwähnt – vielseitig einsetzbar. Er kann in der Industrie als Rohstoff dienen, in der Mobilität Fahrzeuge antreiben oder in Kraftwerken und Brennstoffzellen zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden. Auch die Nutzung als Grundlage für synthetische Kraftstoffe macht ihn attraktiv für Sektoren, die schwer elektrifizierbar sind, wie Luftfahrt, Schifffahrt oder Schwerlastverkehr.

Hinzu kommt, Wasserstoff trägt zur Diversifizierung der Energieversorgung bei. Er kann Energie speichern, Netze stabilisieren und Importabhängigkeiten von fossilen Brennstoffen verringern, insbesondere in Regionen, die über reichlich erneuerbare Energie verfügen und Überschüsse exportieren können.

Nachteile & Herausforderungen

Trotz seiner vielen Vorteile bringt Wasserstoff auch Herausforderungen und Nachteile mit sich, die eine großflächige Nutzung derzeit erschweren. Die meisten betreffen die:

• Kosten: Grüner Wasserstoff ist momentan noch deutlich teurer als fossiler Wasserstoff oder herkömmliche Brennstoffe. Das macht die großflächige Nutzung wirtschaftlich anspruchsvoll.
• Effizienz: Bei der Erzeugung, Speicherung und späteren Umwandlung in Strom oder Wärme entstehen Verluste, sodass nur ein Teil der ursprünglich eingesetzten Energie tatsächlich nutzbar wird. Im Vergleich zur direkten Nutzung von Strom, zum Beispiel in Batterien, ist Wasserstoff also weniger effizient.
• Infrastruktur: Für Transport, Lagerung und Betankung von Wasserstoff werden spezielle Drucktanks, Rohrleitungen oder Tankstellen benötigt. Der Aufbau eines flächendeckenden Netzes ist teuer und zeitaufwendig.
• Sicherheit: Wasserstoff ist leicht entzündlich und muss besonders vorsichtig gehandhabt werden. Zwar gibt es etablierte Sicherheitsstandards, dennoch erfordert der Umgang im großtechnischen Maßstab besondere Vorsichtsmaßnahmen.

Schließlich hängt der ökologische Nutzen stark von der Produktionsweise ab. Nur grüner oder zumindest blauer Wasserstoff reduziert die CO₂-Emissionen signifikant. Grauer oder brauner Wasserstoff aus fossilen Quellen trägt hingegen weiterhin erheblich zur Klimaerwärmung bei.

Energie aus Wasserstoff

Wasserstoff funktioniert als Energiequelle, indem seine chemische Energie in nutzbare Energie – etwa Strom, Wärme oder mechanische Energie – umgewandelt wird. Grundsätzlich liegt das Potenzial in der Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff, bei der Wasser entsteht und Energie freigesetzt wird. Diese Reaktion kann auf unterschiedliche Weisen genutzt werden:

Brennstoffzellen

In Brennstoffzellen wird Wasserstoff elektrochemisch mit Sauerstoff aus der Luft umgesetzt. Dabei entstehen elektrischer Strom, Wärme und Wasser. Der Strom kann direkt Elektromotoren antreiben, zum Beispiel in Fahrzeugen, oder in das Stromnetz eingespeist werden. Brennstoffzellen sind effizienter als die direkte Verbrennung von Wasserstoff und arbeiten emissionsfrei, solange der Wasserstoff selbst klimafreundlich hergestellt wurde.

Verbrennung

Wasserstoff kann auch direkt verbrannt werden, ähnlich wie fossile Brennstoffe. Dabei entsteht Wärme, die in Heizsystemen, Kraftwerken oder Industrieanlagen genutzt werden kann. Auch hier entsteht im Idealfall nur Wasser als Abgas.

Synthetische Kraftstoffe

Wasserstoff kann chemisch mit Kohlendioxid zu sogenannten E-Fuels oder synthetischen Methan hergestellt werden. Diese können in bestehenden Verbrennungsmotoren genutzt werden und ermöglichen die Speicherung und Nutzung von erneuerbarer Energie in Sektoren, die schwer elektrifizierbar sind, etwa Flugzeuge oder Schiffe.

Wasserstoff in der Energiewende

In einem zukünftig auf Wind- und Solarenergie basierenden Energiesystem sind Energiespeicher zentral. Zur Überbrückung längerer Zeiträume mit geringer Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien können wasserstoffbasierte saisonale Stromspeicher eine wichtige Rolle spielen.

Wasserstoff als Energiespeicher

Wasserstoff funktioniert als Energiespeicher, indem er Energie aus anderen Quellen aufnimmt, speichert und bei Bedarf wieder freigibt. Die zentrale Idee ist, dass überschüssige Energie – typischerweise aus erneuerbaren Quellen wie Wind oder Sonne – nicht verloren geht, sondern in chemischer Form konserviert werden kann.

Die Funktionsweise lässt sich in drei Schritten erklären:

• Erzeugung: Durch Elektrolyse wird Wasser (H₂O) mithilfe von Strom in Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂) gespalten. Der Strom kann direkt aus Windkraft- oder Solaranlagen stammen, besonders dann, wenn gerade mehr Energie produziert wird, als verbraucht wird.
• Speicherung: Der Wasserstoff speichert die Energie chemisch. Er kann in Drucktanks, unterirdischen Kavernen, in flüssiger Form oder chemisch gebunden (z. B. in Ammoniak oder Metallhydriden) gelagert werden. Dabei bleibt die Energie über lange Zeiträume verfügbar, was besonders für saisonale Schwankungen wichtig ist.
• Rückverstromung oder Nutzung: Bei Bedarf wird der Wasserstoff wieder in nutzbare Energie umgewandelt: in Brennstoffzellen, zur Strom- oder Wärmeerzeugung, in Industrieprozessen oder als Ausgangsstoff für synthetische Kraftstoffe. Dabei entsteht idealerweise nur Wasser als Nebenprodukt.

Der Nutzen von Wasserstoff als Energiespeicher liegt vor allem in seiner Flexibilität. Die Energie kann zeitlich verschoben (zum Beispiel Sommerenergie für den Winter) und Energie räumlich transportiert werden, auch über Ländergrenzen hinweg. 

Technische Hochschule Ulm (THU)

Projekt Lager: Der Uni-Campus in Ulm wird autark durch Wasserstoff-Röhrenspeicher

Internationale Wasserstoffstrategien (Auszug)

Andere Länder, andere Wasserstoffstrategien: Internationale Wasserstoffstrategien zielen auf die Dekarbonisierung von Industrie und Verkehr ab, wobei bis 2050 ein globales Potenzial von bis zu 9.000 TWh prognostiziert wird. Wichtige (gemeinsame) Schwerpunkte sind der Ausbau von Elektrolysekapazitäten, die Senkung der Produktionskosten für grünen Wasserstoff und der Aufbau grenzüberschreitender Infrastrukturen.

Nationale Wasserstoffstrategie (Deutschland)

Damit der Markthochlauf der Wasserstoffwirtschaft entstehen kann, hat die Bundesregierung 2020 die erste Nationale Wasserstoffstrategie verabschiedet. Sie soll helfen, CO₂-Emissionen zu senken, vor allem in Bereichen wie Industrie oder Verkehr, wo Strom allein nicht ausreicht. 

Dafür setzt Deutschland auf grünen Wasserstoff, baut Produktionskapazitäten (zum Beispiel Elektrolyseure), Infrastruktur (Leitungen, Importwege) und fördert Forschung sowie Unternehmen. Gleichzeitig soll eine Versorgung mit Wasserstoff gesichert werden, auch durch Importe aus dem Ausland.

Ziel ist insgesamt, eine klimaneutrale Wirtschaft bis 2045 zu unterstützen und neue wirtschaftliche Chancen für Deutschland zu schaffen.

EU-Wasserstoffstrategie

Die EU-Wasserstoffstrategie (seit 2020) ist ein zentraler Teil des europäischen Green Deals und soll helfen, die EU bis 2050 klimaneutral zu machen. Die Strategie setzt ebenfalls vor allem auf Wasserstoff aus erneuerbaren Energien, um fossile Brennstoffe in Industrie, Verkehr und Energie zu ersetzen. 

Sie verfolgt einen dreistufigen Plan: 

• erst Aufbau von Produktion und Nutzung (bis 2024),
• dann starke Skalierung und Infrastruktur (bis 2030)
• und schließlich breiter Einsatz in allen schwer dekarbonisierbaren Bereichen bis 2050.

Wichtige Ziele sind unter anderem der Ausbau von Elektrolysekapazitäten (zum Beispiel 40 GW bis 2030) und die Produktion beziehungsweise der Import großer Mengen Wasserstoff (jeweils etwa 10 Mio. Tonnen bis 2030). Insgesamt soll die Strategie eine europaweite Wasserstoffwirtschaft mit Infrastruktur, Marktregeln und internationalem Handel aufbauen und gleichzeitig die Wettbewerbsfähigkeit der EU stärken

China

China hat sich in den letzten Jahren zum weltweit größten Produzenten von Wasserstoff entwickelt und forciert dessen Ausbau als strategische Zukunftstechnologie für Dekarbonisierung und Energiesicherheit. Bis 2025/2030 plant das Land durch enorme Investitionen (rund 33 Mrd. USD) und den Fokus auf kostengünstige Elektrolyseure, eine marktführende Rolle in der globalen Wasserstoffwirtschaft einzunehmen, mit Schwerpunkt auf Schwerlast-LKWs.

Zukunft der Wasserstoffwirtschaft

Die Zukunft der Wasserstoffwirtschaft gilt als vielversprechend, aber auch herausfordernd. Wasserstoff – insbesondere grüner Wasserstoff aus erneuerbaren Energien – kann eine zentrale Rolle spielen, um schwer zu dekarbonisierende Bereiche wie Stahlproduktion, Chemie, Luftfahrt oder Schwerlastverkehr klimaneutral zu machen.

Gleichzeitig stehen dem Durchbruch noch Hürden gegenüber: Die Produktion ist derzeit teuer, es fehlt an Infrastruktur (etwa Pipelines und Speicher), und internationale Lieferketten müssen erst aufgebaut werden.

Langfristig wird erwartet, dass mit sinkenden Kosten für erneuerbare Energien und technologischem Fortschritt die Bedeutung von Wasserstoff deutlich wächst. Damit könnte sich eine globale Wasserstoffwirtschaft entwickeln, die nicht nur zum Klimaschutz beiträgt, sondern auch neue Märkte und geopolitische Beziehungen schafft.