Wasserstoff – Energieträger der Zukunft

Nationale Wasserstoffstrategie Wasserstoff – Energieträger der Zukunft

Für den Klimaschutz und eine sichere Energieversorgung muss sich Deutschland unabhängig von fossilen Brennstoffen machen. Wasserstoff als Ersatz für Erdgas, Öl und Kohle spielt dabei eine entscheidende Rolle. Die Bundesregierung fördert die Zukunftstechnologie im Rahmen der Nationalen Wasserstoffstrategie.

Produktionsanlage für Wasserstoff (Weitere Beschreibung unterhalb des Bildes ausklappbar als "ausführliche Beschreibung")

Grüner Wasserstoff wird durch Elektrolyse von Wasser hergestellt: Dabei wird das Wasser mithilfe erneuerbaren Stroms in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt.

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Foto: picture alliance/dpa/Dittrich

Was ist Wasserstoff?

Wasserstoff ist ein chemisches Element, das in der Natur vorkommt, zum Beispiel in Kombination mit Sauerstoff-Atomen als Wasser (H2O). Das chemische Element wird mit dem Buchstaben H abgekürzt und ist bei Normaltemperatur gasförmig.

Warum gilt Wasserstoff als Energieträger der Zukunft?

Wasserstoff ist ein flexibel einsetzbarer und leicht transportierbarer Energieträger. Wenn er mit erneuerbaren Energien hergestellt wird, ist er zudem klimafreundlich. Sein Einsatz ermöglicht, Deutschlands Industrie sowie den Lkw-, Schiff- und Flugverkehr klimaschonend umzugestalten. Die Bundesregierung will die Energieversorgung in Deutschland auf eine breitere Basis stellen, um unabhängig von fossilen Energieträgern zu werden. Wasserstoff spielt hier eine Schlüsselrolle. Neben den Vorteilen für das Klima und die Versorgungssicherheit haben Wasserstofftechnologien auch das Potenzial für viele zukunftsfähige Arbeitsplätze und einen globalen Milliardenmarkt.

Grüner, grauer, blauer, türkiser Wasserstoff – worin unterscheiden sie sich?

Grüner Wasserstoff wird durch Elektrolyse von Wasser hergestellt. Dabei wird das Wasser mithilfe elektrischen Stroms in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Der benötigte Strom für die Elektrolyse kommt ausschließlich aus erneuerbaren Energien. Dadurch sind der eingesetzte Strom und somit auch die Produktion von Wasserstoff CO2-frei.

Bei grauem Wasserstoff ist der Ausgangsstoff ein fossiler Brennstoff. Erdgas wird unter dem Einsatz von Hitze in CO2 und Wasserstoff umgewandelt. Das entstandene CO2 gelangt in die Atmosphäre und verstärkt dadurch den Treibhauseffekt.

Bei blauem Wasserstoff handelt es sich im Grunde um grauen Wasserstoff. Der Unterschied: Bei blauem Wasserstoff wird das entstandene CO2 gespeichert. Diese Art der Wasserstoffproduktion gilt deshalb als CO2-neutral.

Türkiser Wasserstoff entsteht durch die thermische Spaltung von Methan. Anstelle von CO2 entsteht hierbei ein fester Kohlenstoff. Um diese Art der Produktion CO2-neutral zu gestalten, müssen erneuerbare Energien zum Einsatz kommen und der Kohlenstoff muss dauerhaft gebunden werden.

Wieso ist grüner Wasserstoff besser als fossile Brennstoffe?

Wenn Wasserstoff mithilfe von erneuerbarem Strom hergestellt wird, fallen bei der Nutzung nur geringe und im Idealfall gar keine Treibhausgas-Emissionen an. Anders ist es bei der Verbrennung von fossilen Energieträgern wie Gas, Öl und Kohle. Sie ist weltweit die Hauptursache für die Entstehung von Treibhausgasen. Die Unabhängigkeit von fossilen Energien stärkt außerdem die Energiesicherheit in Deutschland.

Wo kann Wasserstoff eingesetzt werden?

Wasserstoff ist wichtig, um den CO2-Ausstoß in der Industrie zu verringern. Bei der besonders energieintensiven Stahlproduktion soll Wasserstoff Kohle ersetzen. Und auch bestimmte Prozesse in der Chemieindustrie können nur mit grünem Wasserstoff klimaschonend gestaltet werden.

Auch Gaskraftwerke sollen zukünftig mit klimaneutralen Gasen wie Wasserstoff betrieben werden. Konventionelle Gaskraftwerke sind bis zur Versorgungssicherheit durch erneuerbare Energien noch notwendig. Sie müssen aber so gebaut werden, dass sie auf klimaneutrale Gase wie Wasserstoff umgestellt werden können.

Dort, wo der Einsatz von Elektro-Antrieben nicht sinnvoll oder möglich ist, bietet Wasserstoff auch Lösungen für klimaschonenden Verkehr. Zusammen mit CO2 lässt er sich zum Beispiel in klimafreundliche Kraftstoffe umwandeln, die Lkw, Schiffe oder Flugzeuge antreiben. Wasserstoffzüge haben das Potenzial, Dieselzüge im Regionalverkehr zu ersetzen und die CO2-Emissionen auf der Schiene zu minimieren.

Wie fördert die Bundesregierung den Einsatz von Wasserstoff?

Die Bundesregierung hat im Juni 2020 die Nationale Wasserstoffstrategie beschlossen. Das Ziel ist, auf Basis der Wasserstofftechnologie den CO2-Ausstoß in den Bereichen Industrie, Verkehr und Energie zu senken. Das fördert gleichzeitig die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft und erschließt neue Märkte.

Das Bundesforschungsministerium unterstützt Initiativen, die den grundlegenden Fragen der Wasserstoffwirtschaft nachgehen, nämlich: Wie können wir Wasserstoff günstig und effizient erzeugen, speichern, transportieren und einsetzen?  

Das Bundeswirtschaftsministerium fördert zudem die Reallabore der Energiewende. Unterstützung erhalten Unternehmen und Forschungseinrichtungen, die neue Technologien und Lösungen für die Energiewende erarbeiten und unter realen Bedingungen im industriellen Maßstab erproben.

Mit dem Nationalen Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie unterstützt das Bundesverkehrsministerium Vorhaben, die Wasserstoff für den Verkehr nutzbar machen, insbesondere im Bereich Straßen-, Schienen-, Wasser- und Luftverkehr.

Die eigens eingerichtete Lotsenstelle Wasserstoff bietet die Möglichkeit, direkt die zum eigenen Vorhaben passenden Förderoptionen zu finden.

Woher erhält Deutschland ausreichend grünen Wasserstoff?

Deutschland kann grünen Wasserstoff nicht in der benötigten Menge herstellen, dazu fehlt es an genügend Strom aus regenerativen Energien. Die Bundesregierung setzt daher auf internationale Kooperationen. Strategische Partnerschaften mit Süd- und Westafrika sowie mit Australien sind der Grundstein für die zukünftige Versorgung mit Wasserstoff. In diesen Ländern eignen sich die Bedingungen besonders, um Wind- und Solarstrom für die Herstellung von Wasserstoff zu produzieren. In Deutschland will die Bundesregierung bis 2030 eine Elektrolysekapazität von mindestens zehn Gigawatt aufbauen.