Grüner Wasserstoff

„Treibstoff der Zukunft“ - eine Beitragsreihe

Erst im Mai dieses Jahres hat das Bundesverfassungsgericht ein historisches Urteil zum Klimaschutzgesetz gesprochen:

„Das deutsche Klimaschutzgesetz von 2019 ist in Teilen nicht mit den Grundrechten vereinbar. Das entschied das Bundesverfassungsgericht am Donnerstag in Karlsruhe. Umweltverbände bezeichneten das Urteil als bahnbrechend. Der Bundeswirtschaftsminister räumte Versäumnisse ein. Das Bundesverfassungsgericht entschied am Donnerstag in Karlsruhe, dass das Klimaschutzgesetz von 2019 bezüglich des Treibhausgas-Ausstoßes ab 2031 im nächsten Jahr nachgebessert werden müsse.“ (MDR, 21.04.2021)

Dieses Urteil in Verbindung mit dem geplanten Kohleausstieg bis 2038 erfordert eine striktere Umsetzung des Klimaschutzgesetzes sowie verstärkte Aktivitäten im Bereich der erneuerbaren Energien. Diese Entwicklungen treffen Ostdeutschland aufgrund des Strukturwandels sowie der aktuell noch bestehenden Braunkohle-Reviere besonders stark. In der Lausitz, als dem ehemaligen Zentrum des Braunkohlebergbaus der DDR, beispielsweise sind die Planungen für die Umstellung von der Braunkohle hin zum grünen Wasserstoff bereits fortgeschritten. Bereits 2022 soll ein neues Wasserstoff-Forschungszentrum, im Siemens-Werk in Görlitz unter der Mitwirkung der Fraunhofer Gesellschaft an den Start gehen.

Zum Start einer Beitragsreihe zum grünen Wasserstoff in (Ost-)Deutschland soll dieser Artikel eine erste Einordnung der Relevanz des grünen Wasserstoffes bieten.


„In Zukunft soll die Energie in der Lausitz nicht mehr aus der Braunkohle, sondern aus Wasserstoff kommen. Denn bei der Verbrennung von Wasserstoff bleibt nur Wasserdampf und Wärme übrig und kein klimaschädliches CO2. Das brandenburgisch-sächsische Netzwerk "DurcH2atmen" will die nötige Forschung dazu voranbringen. Ihre Mitglieder sind Unternehmen und Forschungseinrichtungen der Region, die bereits an mehr als 60 Pilotprojekten arbeiten.“ (MDR, 27.01.2021)

Was ist grüner Wasserstoff und wie unterscheidet er sich von blauen, grauen und türkisem Wasserstoff?

„Grüner Wasserstoff ist zentral für das Erreichen der Pariser Klimaschutz-Ziele: Mit seiner Hilfe ist es möglich, Deutschlands größte Treibhausgas-Verursacher klimafreundlich umzugestalten und gleichzeitig den Technologiestandort Deutschland zu stärken.“ (BMBF)

Wasserstoff ist ein farbloses Gas und dieses wird je nach Herstellungsart mit einer Farbe bezeichnet. Der Grüne Wasserstoff steht in der Debatte um erneuerbare Energien im Mittelpunkt, da er CO2-frei ist. Der grüne Wasserstoff wird durch Elektrolyse von Wasser unter der Verwendung von Strom aus erneuerbaren Energien hergestellt. Während die Verfahren zur Herstellung von blauen und türkisen Wasserstoffe bestenfalls CO2-neutral durchgeführt werden können, wird der graue Wasserstoff aus fossilen Brennstoffen gewonnen und pro einer Tonne Wasserstoff entstehen 10 Tonnen CO2 (BMBF).

„In  den  neuen  Bundesländern  sind  eine  Reihe  an  hoch spezialisierten  und  international renommierten   Unternehmen   im   Maschinen-   und   Anlagenbau   sowie   führende Forschungsinstitutionen  im  Bereich  der  Wasserstoff-  und  Brennstoffzellentechnologie angesiedelt.  Diese  Struktur  bietet  hervorragende  Voraussetzungen,  um  den  erwarteten Markthochlauf  der  Wasserstofferzeugung  und  -nutzung  mitzugestalten.  Damit  werden Arbeitsplätze in der Region geschaffen und gesichert.“ (Fraunhofer, H2-Masterplan Ostdeutschland 2021, S. 3)

Anwendungsgebiete für den grünen Wasserstoff

Der grüne Wasserstoff soll zunächst hauptsächlich in der Industrie, genauer in der Chemie- und Stahlindustrie. Dort kommt aktuell der graue Wasserstoff in größerem Umfang zum Einsatz. Da dieser allerdings CO2 produziert und aus fossilen Brennstoffen hergestellt wird, soll er zukünftig durch den grünen Wasserstoff ersetzt werden. Und gerade diese Industrien sind verstärkt in Ostdeutschland vertreten. Das Fraunhofer IEG hat im Wasserstoff-Masterplan für Ostdeutschland konkrete Bedarfe für diese ostdeutschen Industrien erhoben:

„Kurz- bis mittelfristig wird in der ostdeutschen Industrie ein Nachfragepotenzial von rund 15 Terawattstunden (TWh) insbesondere bei Raffinerien, der Basischemie und der Stahlproduktion gesehen. Weitere 2,3 TWh könnten durch den Einsatz im Verkehrsbereich erschlossen werden. Bis 2050 wird für den Verkehrsbereich ein Gesamtpotenzial von 12 TWh und für den Einsatz in der Industrie ein Bedarf von 37 TWh prognostiziert. Zum Vergleich: Für das Jahr 2030 erwartet die Bundesregierung auf Basis der nationalen Wasserstoffstrategie einen Wasserstoffbedarf von ca. 90 bis 110 TWh deutschlandweit.“ (Fraunhofer IEG, 2021)

Allerdings lässt sich der grüne Wasserstoff nicht nur in der Industrie einsetzen, dieser Einsatzbereich hat lediglich zunächst Priorität, bis die Herstellung des Wasserstoffs noch weiter ausgeweitet werden kann. Möglich ist die Nutzung von H2 auch im Verkehr, in Form von synthetischen Kraftstoffen, sowie in Form von Strom und Wärme für Privathaushalte.

 

"Um den Aufbau einer nachhaltigen Wasserstoffwirtschaft in Ostdeutschland erfolgreich zu gestalten, macht das Expertenteam der drei Fraunhofer-Institute mehr als 50 Vorschläge, darunter auch die Gründung einer »Wasserstoffagentur Ostdeutschland«, die alle ostdeutschen Wasserstoff-Interessen bündelt, Unternehmen bei Ihren Investitionsvorhaben begleitet und der Region beim Thema Wasserstoff eine starke Stimme gibt." (Fraunhofer IEG, 2021)

Ausblick

In dieser Beitragsreihe werden in den folgenden Artikeln der Einfluss des grünen Wasserstoffs auf den Arbeitsmarkt, dessen Beitrag zur Erreichung der Klimaziele sowie die volkswirtschaftlichen Auswirkungen genauer beleuchtet. Dabei liegt ein besonderes Augenmerk auf den ostdeutschen Bundesländern, deren Wirtschaftszweigen, sowie dem Fachkräftemangel.

Bundesministerium für Bildung und Forschung: Wissenswertes zu Grünem Wasserstoff - Nationale Wasserstoffstrategie.

Mitteldeutscher Rundfunk (21.01.2021): Wie Wasserstoff die Lausitz voranbringen soll - Neuer Energieträger.

Mitteldeutscher Rundfunk (29.04.2021): Verfassungsgericht: Klimaschutzgesetz reicht nicht weit genug.

Ragwitz, Mario (Hrsg. 2021): Wasserstoff-Masterplan für Ostdeutschland. Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie, Cottbus.

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