Wasserstoff ist Teil der Energiewende und einer dekarbonisierten Wirtschaft, wenn es selbst dekarbonisiert ist. Obwohl die erneuerbaren Ressourcen – Sonne und Wind – schon zahlreich sind, wird die Nachfrage nach Ökostrom steigen und alle erneuerbaren Quellen werden benötigt. Sollte die Baden-Württemberg-Wasserstoffstrategie angesichts der geographischen Lage von dem Land – der Rhein und das hoch Wasserkraftpotentials - nicht eine Versorgung aus Wasserskraftwerken am Rhein berücksichtigen?


Wasserstoff wird erhebliche erneuerbare Stromerzeugungskapazitäten erfordern. Wird die Strategie einige der bestehenden Parks zur Erzeugung erneuerbarer Elektrizität (PV, Wind) für die Produktion von grünem Wasserstoff nutzen?
Wenn ja, wie viel und unter welchen Bedingungen?


Der Langstreckentransport von Wasserstoff ist bis heute keine bewährte Lösung, da eine Reihe von Fragen zur Effizienz, Sicherheit und den damit verbundenen Kosten unbeantwortet bleiben. Insofern erscheint eine möglichst verbrauchernahe Wasserstoffproduktion relevant.

Welches Entwicklungsmodell wird das Land für die Wasserstoffproduktion wählen? Werden die Subventionsmechanismen auf eine zentralisierte Produktion mit einer begrenzten Anzahl von Produktionsstandorten, sogar auf Wasserstoffimporte, oder eher auf ein dezentralisiertes Modell mit einer großen Anzahl kleinerer Standorte ausgerichtet sein?

Trotz deutlicher Effizienzsteigerungen wird Baden-Württemberg als Industriestandort und Bundesland mit hoher Einwohnerzahl auf absehbare Zeit durch einen relativ hohen Energiebedarf gekennzeichnet sein. Als Energie-Senke sind wir dabei signifikant auf Importe angewiesen. Dabei stellen wir gegenwärtig eine weiter steigende Nachfrage nach Erdgas fest. Vor dem Hintergrund des beschlossenen Ausstieges aus der Kernenergie und Kohleverstromung rechnen wir mit einer weiter wachsenden Nachfragedynamik.

Auch mit Blick auf die derzeitige Erzeugung des Primärenergiebedarfes
Baden-Württembergs sowie den weiter nur moderaten Zubauten an EE-Kapazitäten sehen wir im Land langfristig Kapazitäten zur Erzeugung grünen Wasserstoffes auf lokaler Ebene und in sehr überschaubarem Volumen.
Wir gehen davon aus, dass wettbewerbsfähiger grüner Wasserstoff mittel- bis langfristig in den Küstenregionen bzw. im europäischen und nicht-europäischen Ausland erzeugt werden wird. Kurz- bis mittelfristig ließen sich signifikante Dekarbonisierungs-Effekte durch Import und Einsatz von blauem oder türkisem Wasserstoff in allen Sektoren realisieren.

Aufgrund von Wirkungsgraden bzw. damit einhergehender Kosteneffizienz wird wettbewerbsfähiger grüner Wasserstoff regelmäßig nicht dort produziert werden können, wo er letztlich zur Verwendung benötigt wird. Geopolitische Gegebenheiten und eine hinreichende Diversifikation sind hierbei zu erörtern.
Auch vor dem Hintergrund der zwingenden Sektor-Kopplung und notwendigen Entlastung der Übertragungsnetze sehen wir klare Vorteile von gasfernleitungsgebundenen Wasserstoff-Importen. Hierdurch könnten im Land bereits mittelfristig substanzielle Volumina von Wasserstoff bei relativ geringen Kosten zur Verfügung gestellt werden. Zudem entstünden hinreichende Speicherkapazitäten, um die Energiewende hin zu erneuerbaren Energien bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Versorgungssicherheit zu vollenden.

Bei Aufbau und Ausweitung einer Wasserstoffwirtschaft sollte aus Sicht der Plattform EE BW einzig auf grünen Wasserstoff gesetzt werden. Die Voraussetzung für die Marktentwicklung mit grünem Wasserstoff ist ein starker Ausbau erneuerbarer Energien (EE). Die Erneuerbaren-Branche in BW kann unter den entsprechenden Rahmenbedingungen den notwendigen Ausbau leisten, wie u.a. die Studie „Ausbau der erneuerbaren Energien für eine wirksame Klimapolitik in Baden-Württemberg“ zeigt. Im Rahmen der Industriestrategie zum grünen Wasserstoff sollten – zu Demonstrationszwecken und darüber hinaus – eigene Erzeugungskapazitäten im Land initiiert und gefördert werden. Das von der Landesregierung unterstützte Verbundprojekt „Elektrolyse made in Baden-Württemberg“ und der dazugehörige, durch das ZSW organisierte Industriedialog sind dafür ein guter Anfang.

In Baden-Württemberg, das auch künftig auf Stromimporte angewiesen sein wird, erscheinen v.a. für den Anfang, kleine dezentrale Anlagen zur Wasserstofferzeugung sinnvoll, die in der Nähe von (industriellen) Verbrauchern aufgebaut werden. Elektrolyseure können flexibel eingesetzt werden und eine wichtige Rolle in einem Stromsystem mit immer höheren EE-Anteilen spielen.

Wasserstoff kann effizient durch Vergasung biogener Rest- und Abfallstoffne, welche für die Biogasproduktion nicht in Frage kommen, gewonnen werden. Neben solcher Biomasse ist auch entsprechende Expertise ist auch in BW verfügbar und sollte genutzt werden um den Anteil unabhängig regelbarer und vor allem heimischer Wasserstofferzeugung zu erhöhen.

Wasserstoff ist keine Energiequelle, sondern ein Energieträger, aber auch ein Energiespeicher, dem Energie zugeführt wird, die später wieder in Endenergie in Form von Strom, Wärme oder Bewegung genutzt werden kann.
Insofern ist bei der Betrachtung von Wasserstoff immer auch der Wirkungsgrad der Umwandlungsprozesse sowie Effektivität der Zielerreichung und Effizienz der Umsetzung in Bezug zu anderen Lösungen zu betrachten.
Analoge Betrachtungen sind für die Umweltauswirkungen verschiedener Herstellungsprozesse von Wasserstoff zu führen.
Auf dieser Basis ist heute eine ganze „Farbenlehre“ z.B. mit „grünem“, „blauem“ und „türkisem“ Wasserstoff festzustellen.
Im Sinne einer primären Offenheit für Lösungswege sollten verschiedene Wege betrachtet und unter genannten Gesichtspunkten (Effektivität und Effizienz sowie Umweltauswirkungen) bewertet werden.

INES befürwortet, dass in den Wasserstoff-Strategien der EU und des Bundes kurz- und mittelfristig nicht nur grüner, sondern auch blauer und türkiser Wasserstoff berücksichtigt wird. Klarheit zu Technologien und genaue Definitionen sind begrüßenswert. Damit eine Vergleichbarkeit hergestellt werden kann, ist für INES eine Zertifizierung der unterschiedlichen Wasserstoffarten und –produkte, wie sie seit Veröffentlichung der EU-Wasserstoffstrategie von der Europäischen Kommission gefordert wird, nachvollziehbar. Diese sollte insbesondere dazu beitragen, um die Perspektiven auch für blauen und türkisen Wasserstoff klar zu definieren.

Wasserstoff sollte in Zukunft auch in BW erzeugt werden / Mittelfristig sollte der erzeugte H2 grün d.h. aus erneuerbaren Energien erzeugt werden. Blauer oder türkiser H2 schaden mehr als sie helfen -> fehlende Nachhaltigkeit.
Deutschland ist von Energieimporten abhängig und wird es aufgrund seines Bedarfes auch bleiben, es ist also wichtig, dass wir uns um Partnerschaften mit Ländern & Regionen kümmern in denen ein erhebliches Potential für EE besteht. Ziel sollte es sein, dass von dieser Partnerschaft beide Länder profitieren. Dabei ist es wichtig, dass diese potentiellen Partner über stabile politische Verhältnisse verfügen.

Die fürchterliche Explosion von im Hafen von Beirut gelagerten explosiven Stoffen in großen Mengen gestern im Libanon hat wieder einmal das hohe Risiko der Lagerung von Explosivstoffen gezeigt.
Ein vorrangiges Ziel der Wasserstoffforschung muss sich deshalb in erster Linie auf die Sicherheit der Erzeugung von flüssigem Wasserstoff in den entsprechenden Groß-Anlagen, des Transportes des Wasserstoffs in Tanklastern von diesen Großanlagen zu den Wasserstofftankstellen, der sicheren Lagerung des flüssigen Wasserstoffs in den Tanks der Wasserstofftankstellen und in den Tanks der über Brennstoffzellen angetriebenen Fahrzeuge richten. Erst, wenn diese ganze Kette als sehr sicher gegen Explosionen gilt, kommt alles andere.

M. N. Fisch - EGSplan Stuttgart:
Grüner Wasserstoff - Erzeugung

Zur Erreichung der Klimaschutzziele in Europa sind zweifelsfrei große Mengen „Grünen“ Wasserstoffs mit Strom aus Solar- und Windenergie erforderlich. Wenn Klimaneutralität erreicht werden soll, muss der elektrische Strom zu fast 100% aus erneuerbaren Energiequellen bereitgestellt werden. Die benötige Kraftwerksleistung der Erneuerbaren mit aktuell ca. 108 GW (56 GW Wind- und 52 GW PV), muss bis 2050 um das 5-fache wachsen. Windenergieanlagen (ca. 250 GW) werden dann etwa zwei Drittel des regenerativen Stroms erzeugen. Der Ausbau der Photovoltaik auf bis zu 200 GW wird mit rd. einem Viertel zur Dekarbonisierung des Stroms beitragen. Notwendig ist ein jährlicher Zubau von durchschnittlich 10 bis 14 GW für Wind und Photovoltaik. Verglichen mit der in 2019 installierten Leistung von lediglich 2,5 GW sind erhebliche Anstrengungen erforderlich, um den Ausbau zu forcieren.

In Deutschland ist der Ausbau der PV- und Wind-Kraftwerksleistung auf 450 bis 500 GW kein Flächenproblem. Für PV-Anlagen sind ausreichend Dach- und Freiflächen vorhanden. 200 GW Photovoltaik würden lediglich 2 % der landwirtschaftlich genutzten Areale bedecken. Parallel mit dem Ausbau der Erneuerbaren und den damit einhergehenden hohen installierten (Spitzen-) Leistungen werden volatile Stromüberschüsse in den nächsten Jahrzehnten erheblich zunehmen. Die Umwandlung des Überangebots mittels Elektrolyse in „grünen“ Wasserstoff nach dem Prinzip Power-to-Gas wird somit zu einer Schlüsseltechnologie der Energiewende. Der Wasserstoff sollte meines Erachtens in der Nähe des Bedarfs produziert werden. Die Verteilung über LKW-Trailer hat ihre Grenzen, letztendlich transportiert ein 40 Tonnen Fahrzeug einige hundert kg Wasserstoff. Inwieweit es ökonomisch sinnvoll ist ein Wasserstoffnetz in Deutschland aufzubauen ist zu untersuchen. Den Wasserstoff in den sonnenreichen ariden Gebieten herzustellen erfordert große Wassermengen, die energieaufwändige Verflüssigung und Transport des Wasserstoffs und die geopolitische Abhängigkeit. Die entstehende Wärme (30 %) kann nicht genutzt werden. Die Ideen den Solarstrom über ein HGÜ-Netz nach Europa zu transportieren und daraus Wasserstoff für die Industrie und Verkehr zu produzieren erscheint sinnvoller. Ein weiterer Vorteil der in Deutschland lokal stattfindenden elektrolytischen Wasserstoff-Produktion ist, dass die beim Prozess entstehende Abwärme – dies sind rd. 30 % des eingesetzten Stroms - zur Wärmeversorgung von Gebäude und Quartieren genutzt werden kann. Die Effizienz des Systems steigt damit von rd. 60 % auf nahezu 90%.



Ein Effizienzgewinn der beim Ausbauziel „Grüner Wasserstoff“ ( > 50 GWel) bis 2050 ein Abwärme-Potenzial hat, die dem heutigen Fernwärmeaufkommen (ca. 100 TWh/a) entspricht. Dieses riesige Abwärme-Potenzial gilt es für den Wärmesektor „Gebäude und Quartiere“ zu nutzen. Ein erstes Projekt mit einem Elektrolyseur von 1 MWel wird im Klimaquartier der Neuen Weststadt Esslingen realisiert und geht Ende 2020 in Betrieb.



Bevor wir Wasserstoff-Anlagen im fernen sonnenreichen Gebieten bauen sollten wir diese in Deutschland (Windgebieten) und Südeuropa (Solargebieten) bauen. Im zweiten oder dritten Schritt dann die Syteme und Technologen exportieren!