Protonen-Austausch-Membran-(PEM)-Elektrolyseur

Deutschland gibt Gas Kommt jetzt die Wasserstoff-Revolution?

von Notker Blechner

Stand: 10.06.2020, 09:52 Uhr

Ausgerechnet Corona könnte der lange vernachlässigten Wasserstoff-Industrie zum Durchbruch verhelfen. Die Bundesregierung will im Rahmen des Konjunkturpakets neun Milliarden Euro in den Energieträger von morgen investieren. Am Mittwoch soll das Konzept im Kabinett beschlossen werden.

Schon Jules Verne prophezeite in seinem Roman "Die geheimnisvolle Insel" 1874, dass Wasser(stoff) "die Kohle der Zukunft" sei. Fast 150 Jahre später könnte seine Vision endlich Wirklichkeit werden. Das flüchtige Gas, das sich erst bei minus 253 Grad verflüssigen lässt, hat das Potenzial, zum Energieträger der Klimawende zu werden. Wasserstoff könnte bisherige Brennstoffe wie Öl, Koks oder Erdgas in der Stahl- und Chemieindustrie und in der Zementproduktion ersetzen. Auch für den Schwerlastverkehr, im Wärmesektor oder gar zum Transport von Ökostrom gilt H2 als geeignet. Politiker und Fans des flüchtigen Gases hoffen, dass künftig zunehmend mit Wasserstoff betriebene Schiffe, Züge, Busse und Lkws durch die Republik fahren.

Deutschland auf dem Weg zur "Wasserstoffrepublik"

Mitten in der Corona-Krise gibt Deutschland jetzt Gas - im wahrsten Sinne des Wortes. Die Große Koalition will für neun Milliarden Euro eine Wasserstoff-Industrie aufbauen. Bis 2030 soll ohne CO2-Ausstoß eine industrielle Elektrolyse-Kapazität von fünf Gigawatt installiert werden. Wie man es im Kleinen aus dem Chemieunterricht kennt, soll dann in großen Industrieanlagen Wasser mit Hilfe von Strom in Wasser- und Sauerstoff zerlegt werden (Elektrolyse).

Die Bundesregierung scheut hierfür keine Vergleiche. "Wir brauchen ein Cape Canaveral des Wasserstoffs in Deutschland", sagte Bundesforschungsministerin Anja Karliczek (CDU) kürzlich unter Verweis auf den US-Weltraumbahnhof in Florida. Daher wolle sie bis zum Jahr 2025 eine Innovationsoffensive "Wasserstoffrepublik Deutschland" umsetzen.

Lieber grün als blau

Wasserstoff-Tankstelle

Wasserstoff-Tankstelle. | Bildquelle: imago images / Rene Traut

Die große Frage dabei ist aber: Woher soll der Wasserstoff kommen? Bisher wird er hauptsächlich mit Erdgas erzeugt. Bei diesem Verfahren wird eine große Menge an Kohlendioxid freigesetzt. Forschungsministerin Karliczek und Bundesumweltministerin Svenja Schulze (SPD) setzen auf eine CO2-freie Variante: den "grünen Wasserstoff", der über die Elektrolyse mit erneuerbaren Energien wie Sonne, Wind oder Biogas gewonnen wird. Das Bundeswirtschaftsministerium will dagegen übergangsweise auch "blauen Wasserstoff" einsetzen, der konventionell aus Erdgas produziert wird. Das dabei frei werdende CO2 soll unterirdisch gespeichert werden.

Für die geplante Elektrolyse-Kapazität von fünf Gigawatt wären gut 20 Terawatt Ökostrom nötig, hat der Bundesverband der Industrie (BDI) ausgerechnet. Das entspricht fast der Hälfte der gesamten jährlichen Solarproduktion. Die Anbieter der erneuerbaren Energien wittern Morgenluft. Die Windbranche hofft auf einen kräftigen Zubau an Land (onshore). Doch ob das reicht, ist fraglich.

Wasserstoff-Importe aus Nordafrika?

Wenn nicht genug Wasserstoff in Deutschland produziert werden kann, müsste es importiert werden, schreibt die Unternehmensberatung Prognos in einer vom Bundeswirtschaftsministerium in Auftrag gegebenen Studie. So plant die Bundesregierung, H2 aus fernen Ländern wie Südeuropa, Nordafrika, Südamerika oder gar Australien zu beziehen. Das freilich sei nicht einfach, meint Prognos. Bisher ist mit Ökostrom erzeugter Wasserstoff nicht in so großen Mengen vorhanden, dass er über Tausende Kilometer transportiert werden könnte. Zudem gibt es in Nordafrika oder Südeuropa zwar ausreichend Sonne und Wind, aber nicht genug Wasser.

Japan und Südkorea geben Gas

Doch schon bald dürfte weltweit ein grüner Wasserstoff-Markt entstehen. Einige Länder sind schon weiter vorgeprescht als Deutschland. Japan, Südkorea, Großbritannien und auch die Niederlande gelten als Vorreiter in Sachen H2. Japan zum Beispiel hat massiv Brennstoffzellen-Kraftwerke in Häusern eingebaut. Der Panasonic-Konzern hat nach eigenen Angaben schon 300.000 Systeme unter dem Namen "Ene Farm" verkauft. Der japanische Autobauer Toyota setzt auf Wasserstoff-Fahrzeuge. Zu den Olympischen Spielen 2021 in Tokio sollen 100 Wasserstoffbusse des Konzerns durch die Straßen der Metropole rollen.

Ähnlich ambitioniert sind die Pläne in Südkorea. Das Land will bis 2040 über sechs Millionen Autos und 41.000 Busse durch Brennstoffzellen antreiben. Hyundai hat angekündigt, bis 2025 Brennstoffzellenfahrzeuge auf das Preisniveau von batteriegetriebenen E-Autos zu bringen. Und auch China macht im Wettrennen um die Wasserstoff-Nation mit. Bis 2050 soll das flüchtige Gas zehn Prozent zur Energieversorgung beitragen.

"Die Wasserstoffwirtschaft steht vor dem Durchbruch", schwärmt US-Ökonom Jeremy Rifkin, der das Buch "Die H2-Revolution" geschrieben hat. Schon bald könnte der bisher teuer zu erzeugende Stoff billiger werden. Die Unternehmensberatung McKinsey prophezeit, dass in zehn Jahren Wasserstoff 50 Prozent weniger kosten und damit in vielen Bereichen konkurrenzfähig zu konventionellen Energieträgern sein werde.

Industrie tüftelt am "grünen Stahl"

In der Industrie herrscht Aufbruchstimmung. Überall wird geforscht und getestet. Siemens erzeugt "grünen Wasserstoff" via PEM-Elektrolyse. Die Stahlkocher arbeiten an Konzepten zur Herstellung von Stahl aus "grünem Wasserstoff". Vattenfall und der schwedische Stahlproduzent SSAB bauen im schwedischen Lulea eine Pilotanlage, bei der statt Koks Wasserstoff eingesetzt wird. Auch Salzgitter tüftelt am "grünen Stahl". Aus sieben Windkraftanlagen soll bis Ende des Jahres Strom für die grüne Wasserstoff-Produktion kommen. Als Alternative zum üblichen Kohlenstoff wird dann bald bei der Reduktion von Stahl Wasserstoff eingesetzt.

Alstom-Wasserstoffzug Coradia iLint

Alstom-Wasserstoffzug Coradia iLint. | Bildquelle: imago images / Karina Hessland

Im Verkehr fängt die Wasserstoff-Revolution gerade langsam an. In Hamburg und Wuppertal fahren erste Wasserstoffbusse durch die Straßen, in Wörth am Rhein sammelt ein Brennstoffzellen-Müllfahrzeug die Abfälle der Bürger ein, und durchs Elbe-Weser-Dreieck rauscht seit 2018 nahezu geräuschlos der weltweit erste Wasserstoffzug von Bombardier.

Noch kaum serienreife Brennstoffzellen-Autos

Ein Toyota Mirai an einer Wasserstoff H2 Tankstelle in Japan

Wasserstoff tanken. | Bildquelle: AP Photo

Serienreife Brennstoffzellen-Autos hingegen zählen immer noch zu den absoluten Exoten auf deutschen Straßen. Bisher sind hierzulande nur ein paar Stück des Toyota Mirai und des Hyundai Nexo zu sehen. Die meisten deutschen Autobauer bevorzugen Elektroautos. "Die Brennstoffzelle wird in den nächsten zehn Jahren keine Rolle spielen", tönt VW-Chef Herbert Diess. Einzig BMW glaubt fest an die Zukunft des Brennstoffzellen-Fahrzeugs. 2022 soll in Kleinserie das erste Wasserstoff-Auto auf Basis des X5 gebaut werden.

Vor gut einem Jahr überraschte Bosch mit dem Einstieg in die Serienfertigung von Brennstoffzellen. Die Stacks, das Herzstück des Brennstoffzellenantriebs, entwickeln die Schwaben nun mit dem schwedischen Unternehmen Powercell. Bis 2030 sollen bis zu 20 Prozent aller Elektrofahrzeuge mit Brennstoffzelle angetrieben werden, prognostiziert Bosch. Vor allem bei Bussen und Lkws sieht der Konzern ein großes Potenzial.

Riesenhype an der Börse

Kein Wunder, dass viele Wasserstoff-Produzenten und -Zulieferer an der  Börse schon jetzt einen Hype erleben. Die Kurse von Elektrolyse-Anlagenbauern wie Nel oder Brennstoffzellen-Produzenten wie Ballard sind in den vergangenen Monaten nach oben geschossen und haben auch dem Corona-Crash getrotzt. Der E-Mobilität- Wasserstoff-Index von Solactive legte binnen eines Jahres gut 200 Prozent zu. An der Börse jedenfalls ist die Wasserstoff-Revolution längst angekommen.

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Der Wasserstoff-Hype an der Börse Von Ballard bis Nel

<strong>ITM Power</strong><br/>Zum größten Börsenliebling unter den Wasserstoff-Aktien hat sich ITM Power gemausert. Der Kurs des Elektrolyse-Spezialisten ist geradezu explodiert und hat sich seit Jahresbeginn fast vervierfacht. Der Einstieg von Linde gab zusätzlich Schub. Zusammen mit Linde Engineering will die britische Firma künftig große Elektrolyse-Projekte realisieren. Vor kurzem erhielt ITM von der britischen Regierung den Zuschlag für ein Projekt "Green Hydrogen for Humberside". Dort soll grüner Wasserstoff im Gigawatt-Maßstab produziert werden.: Kursverlauf am Börsenplatz Frankfurt für den Zeitraum 1 Jahr

ITM Power
Zum größten Börsenliebling unter den Wasserstoff-Aktien hat sich ITM Power gemausert. Der Kurs des Elektrolyse-Spezialisten ist geradezu explodiert und hat sich seit Jahresbeginn fast vervierfacht. Der Einstieg von Linde gab zusätzlich Schub. Zusammen mit Linde Engineering will die britische Firma künftig große Elektrolyse-Projekte realisieren. Vor kurzem erhielt ITM von der britischen Regierung den Zuschlag für ein Projekt "Green Hydrogen for Humberside". Dort soll grüner Wasserstoff im Gigawatt-Maßstab produziert werden.