Wie Deutschland Vorreiter für Wasserstoff wird


Matthias Deeg

Autor: Matthias Deeg, Partner Competence Center Energy, Environment & Telecommunication, Horváth & Partners.

Auf dem Weg zur Klimaneutralität bildet Wasserstoff einen zentralen Baustein. Die Bundesregierung hat diesbezüglich ehrgeizige Ziele ausgerufen und diese bereits mit Investitionen und Subventionen untermauert. Was ist nötig, damit sich Deutschland langfristig als Wasserstoffstandort im internationalen Wettbewerb behaupten kann?

Verfolgt man die aktuelle Presse, so kommt man um das Thema Wasserstoff nicht herum. Auch dank des kürzlich verabschiedeten Konjunkturprogramms wird derzeit von einer steigenden Anzahl von Projekten berichtet. So hat erst kürzlich das Wirtschaftsministerium des Landes Nordrhein-Westfalen die Wasserstoff-Roadmap für NRW bis 2025 vorgestellt. Ziel ist der Aufbau einer zukunftsweisenden Wasserstoffwirtschaft. Der Markthochlauf soll in den nächsten fünf Jahren unter anderem durch einen intensiven Ausbau der Infrastruktur, der Förderung von wasserstoffbasierten Industrieanlagen sowie der Ausweitung der Wasserstoffmobilität auf beispielsweise 400 Brennstoffzellen-Lkw gelingen. Dieses regionale Vorhaben fügt sich passend in die nationale Wasserstoffstrategie und den verbundenen umfangreichen Investitionsplan des Bundes ein. Dieser soll Deutschland eine weltweite Vorreiterrolle im Bereich Wasserstoff einbringen.

Das erste Projekt, das vom Wasserstoffförderprogramm des Bundes profitiert hat, ist das Reallabor Westküste 100 in Dithmarschen, Schleswig-Holstein. Unterstützt durch das BMWi mit einem Fördervolumen in Höhe von 30 Millionen Euro, wurde im August 2020 damit begonnen, eine regionale Wasserstoffwirtschaft aufzubauen, die nach Abschluss der Einrichtungsphase auf eine industrielle Dimension von bis zu 700 Megawatt Elektrolyseleistung skaliert werden soll. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse zu Markt- und Technologiehochlauf sollen dazu dienen, eine effektive Umsetzung von weiteren Anwendungsfällen zu ermöglichen. Zu Beginn der fünfjährigen Projektlaufzeit wird eine Elektrolyseanlage mit einer Leistung von 30 Megawatt errichtet. Die benötigte elektrische Energie wird durch einen Offshore-Windpark bereitgestellt. Mit dem Reallabor Westküste 100 wird, unter Beteiligung von Projektpartnern aus allen Abschnitten der Wertschöpfungskette, ein Wasserstoff-Ökosystem entwickelt. Involviert sind insbesondere Unternehmen, die zukünftig einer intensiven Transformation gegenüberstehen: Unter anderem Stromerzeuger, ein Gasnetzbetreiber, ein Zementwerk sowie eine Raffinerie.

Im Juni dieses Jahres hat die Bundesregierung die nationale Wasserstoffstrategie veröffentlicht. Sie soll eine rasche Nutzung von grünem Wasserstoff in verschiedenen Anwendungsbereichen ermöglichen und setzt hierbei auf gezielte politische Förderung. Ziel ist es, durch gezielte Investitionen die Wettbewerbsfähigkeit von Wasserstoffanwendungen zu verbessern und einen zügigen Markthochlauf zu erreichen. Darüber hinaus sieht die nationale Wasserstoffstrategie vor, die Importinfrastruktur von klimaneutralem Wasserstoff zu fördern und gemeinsam mit anderen Ländern auf Export- sowie auf Importseite langfristig einen globalen Wasserstoffmarkt aufzubauen. Hinsichtlich der nationalen Elektrolysekapazität wird beabsichtigt, fünf Gigawatt bis 2030 zu errichten, die bis spätestens 2040 auf zehn Gigawatt Kapazität erweitert werden sollen. Zur Erreichung dieser strategischen Ziele hat das Bundeswirtschaftsministerium insgesamt eine Förderung aus verschiedenen Förderprogrammen von ca. zehn Milliarden Euro zugesagt. Neben Investitionen in die Forschung werden unter anderem über eine Milliarde Euro für die Dekarbonisierung von Industrieanlagen ausgewiesen. Der Großteil des Fördervolumens wurde im Investitionsplan des Zukunftspaketes (Konjunkturpaket) der Regierungskoalition vom Juni 2020 dargelegt. Dieser Plan sieht eine Förderung in Höhe von sieben Milliarden Euro für den Markthochlauf von Wasserstofftechnologien in Deutschland und weitere zwei Milliarden Euro für internationale Partnerschaften vor. Die nationale Wasserstoffstrategie wird zudem ergänzt um regionale Initiativen wie beispielsweise die norddeutsche Wasserstoffstrategie von November 2019 und die eingangs erwähnte Wasserstoff-Roadmap des Landes Nordrhein-Westfalen.

Doch nicht nur in Deutschland setzt man auf Wasserstoff zur Erreichung von Klimaschutzzielen. Die europäische Union möchte gemäß des Green Deal von 2019 bis zum Jahr 2050 durch Investitionen in einem Umfang von ca. einer Billion Euro Klimaneutralität erreichen. Klimaneutraler Wasserstoff bildet gemeinsam mit dem Ausbau erneuerbarer Energien einen entscheidenden Baustein bei der Erreichung der gesetzten Ziele. Dieser Plan wird durch die im Juli 2020 vorgestellte europäische Wasserstoffstrategie untermauert. Das Strategiepapier beschreibt die Dekarbonisierung der Industriesektoren und der Energieversorgung als zentrales Ziel, und präsentiert hierzu einen Fahrplan und Förderrahmen. Die insgesamt benötigten Investitionen werden mit 430 Milliarden Euro bis 2030 beziffert, wovon die EU als Ergänzung zu privaten Investitionen ein Fördervolumen im Umfang von 145 Milliarden Euro vorsieht.

Zur Deckung des Bedarfs wird es zudem nötig sein, auch auf Importe von klimaneutralem Wasserstoff aus anderen Ländern zurückzugreifen. Für Deutschland wird sich ein Portfolio unterschiedlicher Wasserstoffquellen bewähren. Ein Teil des Wasserstoffbedarfs kann durch nationale bzw. europäische Quellen abgedeckt werden. Insbesondere große Offshore-Windparks in der Nordsee sind entscheidend für die erforderliche Energieversorgung. Daneben bietet sich neben der nationalen Erzeugung ein Bezug unter anderem aus Großbritannien, Belgien, Dänemark und den Niederlanden an. Zusätzlich wird zur Erfüllung des Bedarfs insbesondere der Import von grünem Wasserstoff aus Südeuropa (insb. Spanien und Portugal) und Nordafrika notwendig sein. In diesen Regionen lässt sich der Wasserstoff aufgrund der hohen Anzahl an Sonnenstunden kostengünstig mithilfe von Photovoltaik-Anlagen herstellen. So sind bereits heute Gestehungskosten von unter 3,5 ct/kWh möglich. Im Rahmen der Vorstellung der nationalen Wasserstoffstrategie der Bundesregierung wurde bereits eine strategische Partnerschaft mit Marokko vereinbart.

Neben der Regierung haben auch etablierte Unternehmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette, von der Erzeugungs- bis zur Verbrauchsseite, die Zukunftsfähigkeit der Wasserstofftechnologie und deren Wichtigkeit für die langfristige Wirtschaftlichkeit der eigenen Geschäftsmodelle erkannt. Durch umfangreiche Forschung und Investitionen in skalierte Großanlagen sinken die Kosten für Elektrolyseure. Die Kostendegression liegt derzeit bei etwa 13% p.a., und liegt somit im Bereich des Kostenrückgangs von Großbatterien. In Kombination mit dem technologischen Fortschritt im Bereich erneuerbarer Energien lassen sich die Kosten des Gesamtsystems zudem weiter senken. Beispielsweise hat Siemens Gamesa für 2024 eine Offshore-Windturbine mit einer Spitzenleistung von 15 Megawatt vorgestellt, was einer 25-prozentigen Leistungssteigerung gegenüber dem ebenfalls hochmodernen und effizienten Vorgängermodell entspricht. Perspektivisch wird somit die Profitabilität von diversen Wasserstoffapplikationen in verschiedensten Bereichen verbessert.

Auch im Bereich der Wasserstoffinfrastruktur zeigen sich ambitionierte Vorhaben. Für die benötigte Transportinfrastruktur haben beispielsweise die deutschen Fernleitungsnetzbetreiber (FNB) ihre Vision einer deutschlandweiten Wasserstoffinfrastruktur mit einer Gesamtlänge von 5.900 Kilometer bis 2030 veröffentlicht, wobei das geplante Leitungssystem zu über 90 Prozent auf der bereits existierenden Erdgasnetzinfrastruktur basieren soll. Durch Umsetzung dieser Vision könnten sowohl ein großer Teil der Verbrauchsschwerpunkte als auch die benötigten Kavernenspeicheranlagen an das Netz angebunden werden. Ähnlich ambitionierte Pläne bestehen für das deutsche Wasserstofftankstellennetz, das von knapp 100 Tankstellen im Jahr 2020 auf über 1000 Tankstellen im Jahr 2030 erweitert werden soll und dadurch die Entwicklung der wasserstoffbetriebenen Mobilität vorantreibt.

Neben der prognostizierten Verringerung der Kostenvariablen für grünen Wasserstoff besteht in der Bepreisung von Treibhausgasemissionen ein weiterer wichtiger Hebel für den Gesetzgeber, die Marktdurchdringung klimaneutraler Lösungen zu unterstützen. Im Klimaschutzprogramm sieht die Bundesregierung eine CO2-Bepreisung für die vom europäischen Emissionshandelssystem nicht erfassten Bereiche Verkehr und Wärme über das nationale Emissionshandelssystem vor. Ab 2021 wird für diese Bereiche der Preis pro Tonne CO2 regulatorisch auf 25 Euro festgelegt. Dieser Preis soll bis auf 55 Euro im Jahr 2025 ansteigen. Durch die Kombination aus der zusätzlichen Bepreisung konventioneller Energieträger und der Förderung grünen Wasserstoffs, werden insbesondere auch in der Mobilität profitable Anwendungsfälle ermöglicht.

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die Bundesregierung ihr Ziel, Deutschland zum Markt- und Technologieführer für Wasserstoff zu entwickeln, mit voller Kraft verfolgt. Subventionierungen wie das aktuelle Konjunkturprogramm unterstützen die Wasserstoffentwicklung in Deutschland gezielt bei der Erreichung der nächsten Schritte auf dem Weg zur Marktreife. Nach ausgiebigen Investitionen in Forschung und erste Praxisprojekte soll nun eine Skalierung im industriellen Maßstab ermöglicht werden. Die Regularien des BMWi bei der Beantragung von Fördergeldern unterstützen diesen Gedanken durch die gezielte Förderung von Großprojekten, die einen möglichst großen Teil der Wertschöpfungskette abbilden. Auch die ersten erfolgreichen Projekte, wie das erwähnte Projekt Westküste 100, zeigen, dass die Errichtung von Wasserstoff-Ökosystemen eine höhere Wirtschaftlichkeit durch die industrielle Nutzung des Wasserstoffs ermöglicht. Zukünftig ist mit einem deutlichen Marktwachstum entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu rechnen. Es gilt jedoch, die kommenden Entwicklungen genau zu verfolgen und konsequent nachhaltige Technologien zu fördern.