Politische Rahmenbedingungen

Die Energiewende gelingt, wenn Versorgungssicherheit, Bezahlbarkeit und Umweltverträglichkeit mit innovativem und intelligentem Klimaschutz kombiniert werden. Dafür sind Alternativen zu den derzeit noch genutzten fossilen Energieträgern notwendig. Wasserstoff wird in den kommenden Jahren eine Schlüsselrolle bei der Transformation des Energiesystems spielen, da er mithilfe erneuerbarer Energien CO₂-Emissionen, unter anderem in Industrie und Verkehr, deutlich verringern kann. Informationen zu einer möglichen Entwicklung eines Wasserstoffmarktes bietet das Kapitel Phasenmodell.

Mit der Nationalen Wasserstoffstrategie (NWS) 2020 und deren Fortschreibung 2023 hat die Bundesregierung einen Handlungsrahmen für die künftige Erzeugung, den Transport, die Nutzung sowie die Weiterverwendung von Wasserstoff geschaffen. Dies fördert Innovationen und Investitionen. Die NWS definiert die Schritte, die notwendig sind, um zum Erreichen der Klimaziele beizutragen, neue Wertschöpfungsketten für die deutsche Wirtschaft zu schaffen und die internationale energiepolitische Zusammenarbeit weiterzuentwickeln.

Ziele der Nationalen Wasserstrategie:

• Markthochlauf beschleunigen: Der Markthochlauf von Wasserstoff, seinen Derivaten und Wasserstoffanwendungstechnologien soll deutlich beschleunigt werden; das Ambitionsniveau entlang der gesamten Wertschöpfungskette massiv gesteigert werden. Verfügbarkeit sicherstellen: Künftig sollen Wasserstoff und seine Derivate ausreichend zur Verfügung stehen. Daher wird das Ziel für die deutsche Elektrolysekapazität im Jahr 2030 von 5 auf mind. 10 Gigawatt (GW) erhöht. Der restliche Bedarf soll durch Importe gedeckt werden. Die Bundesregierung geht von einem Gesamtwasserstoffbedarf in Höhe von 95 – 130 Terawattstunden (TWh) aus, von denen 50 – 70 % importiert werden. Bis 2045 soll dieser auf ca. 360 – 500 TWh für Wasserstoff und 200 TWh für Derivate steigen. Für den Hochlauf ist auch kohlenstoffarmer Wasserstoff wichtig, damit früh die benötigten Mengen bereitstehen.
• Infrastruktur aufbauen: Bis 2027/2028 entsteht ein Wasserstoffstartnetz mit mehr als 1.800 km umgestellten und neu gebauten Wasserstoffleitungen in Deutschland – gefördert über die IPCEI-Förderung. Europaweit kommen ca. 4.500 km hinzu (European Hydrogen Backbone). Dies verbindet bis 2030 alle großen Erzeugungs-, Import- und Speicherzentren mit den relevanten Abnehmern.
• Anwendungen ausbauen: Bis 2030 werden Wasserstoff und seine Derivate insbesondere in der Industrie, bei schweren Nutzfahrzeugen sowie zunehmend im Luft- und Schiffsverkehr eingesetzt. Im Stromsektor tragen H₂-ready Gaskraftwerke und Elektrolyseure zur Energieversorgungssicherheit bei. Das bedeutet, dass diese Elektrolyseure so ausgelegt und betrieben werden, dass sie nicht nur Wasserstoff produzieren, sondern auch flexibel auf die Bedürfnisse des Stromnetzes reagieren können. Sie können zum Beispiel überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien nutzen, um Wasserstoff zu erzeugen oder bei Strombedarf ihre Elektrolyse pausieren, und dadurch helfen, das Stromnetz zu entlasten und stabil zu halten. Zur perspektivischen Nutzung von Wasserstoff bei der zentralen und dezentralen Wärmeversorgung werden die Rahmenbedingungen aktuell im Gebäudeenergiegesetz (GEG), in der Wärmeplanung sowie im europäischen Gasmarktpaket weiterentwickelt (Stand 2024).
• Technologieführerschaft ausbauen: Deutsche Anbieter setzen auf Technologieführerschaft und bieten die gesamte Wertschöpfungskette von Wasserstofftechnologien an: von der Produktion (z. B. Elektrolyseure) bis hin zu den unterschiedlichen Anwendungen (z. B. Brennstoffzellentechnologie). Auf diesem Wege könnte Deutschland bis 2030 Leitanbieter für Wasserstofftechnologien werden.
• Rechtliche Rahmenbedingungen schaffen: Die NWS fordert kohärente rechtliche Voraussetzungen für den Wasserstoff-Markthochlauf auf nationaler, europäischer und möglichst auch auf internationaler Ebene.

Deutschland als Energie-Drehscheibe für Europa

Mit seinem gut ausgebauten Gasnetz sowie den größten Gasspeicherkapazitäten in der EU ist Deutschland ein zentraler Knotenpunkt für die Gasversorgung in Europa. Diese Infrastruktur spielt eine wichtige Rolle bei der Erweiterung der Versorgungsrouten und Gasbezugsquellen.
Die EU verfügt über ein weitverzweigtes Gasnetz von rund 2,2 Mio. km und Gasspeichervolumen von ca. 100 Mrd. m³ Gasspeichervolumen. Diese Infrastruktur ermöglicht auch Energieimporte aus den Anrainerregionen über transkontinentale Pipelines und den Seeweg. Die bestehende Infrastruktur ist das Fundament für den Gasbinnenmarkt. Gasförmige Energieträger tragen bereits heute zur Dekarbonisierung der europäischen Volkswirtschaft bei, indem sie in Industrie, Verkehr, bei Wärme und Kühlen und in der Stromerzeugung Öl und Kohle ersetzen.

Die vorhandenen Speicherkapazitäten für Gas können grundsätzlich auch für klimaneutrale Gase wie Wasserstoff genutzt werden. So ließe sich in sogenannten Untergrund-Kavernenspeichern, die fast zwei Drittel der Kapazität der deutschen Gasspeicher ausmachen, bis zu 100 % Wasserstoff speichern. Deutschland verfügt über die größten Gasspeicher in der EU mit einem Arbeitsgasvolumen von ca. 24,3 Mrd. m³. So kann in Zukunft Strom aus Wind- und Solarenergie als Wasserstoff zwischengespeichert werden. Dadurch ließen sich beispielsweise eine kontinuierliche Versorgung industrieller Wasserstoffkunden erzielen und saisonale Schwankungen in der Stromerzeugung oder im Wärmebedarf ausgleichen. Ob und in welcher Menge auch andere Erdgasspeicher wie Untergrund-Porenspeicher für Wasserstoff genutzt werden können, wird derzeit noch untersucht. Allerdings kann erneuerbar erzeugter Wasserstoff auch methanisiert und wie konventionelles Erdgas gespeichert werden.

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Kopplung der bestehenden Strom- und Gasinfrastrukturen sowie der umfassenderen Modellierung der Energiesysteme. Das gut ausgebaute Gasnetz besteht aus über 547.650 km Leitungen (über alle Druckstufen).

Deutschland verfügt derzeit über 70 Pilotprojekte zur Power-to-Gas-Technologie mit einer Elektrolyse-Leistung von insgesamt rund 66 MW. Die Forschungsansätze zeigen, dass gasbasierte Lösungen noch viel Innovationspotenzial besitzen und ihren Beitrag zum Erreichen der Klimaziele leisten können.

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Nötig sind die Entwicklung und Anwendung spezifischer Lösungen. Ein Beispiel für solch eine spezifische Lösung ist die Power-to-Gas-Technologie. Sie koppelt derzeit als einzige Anwendung alle Sektoren (Strom, Industrie, Wärme und Verkehr) miteinander und stellt gleichzeitig eine hohe Speicherfähigkeit von Energie sicher.

Um den Ausbau der Wasserstoffinfrastruktur in Deutschland voranzutreiben, hat das Bundeskabinett im Mai 2024 den Gesetzentwurf für das Wasserstoffbeschleunigungsgesetz verabschiedet. Ein weiterer wichtiger Schritt ist der Bau des Wasserstoff-Kernnetzes. Dessen Finanzierung wird durch die 3. Novelle des Energiewirtschaftsgesetzes geregelt, die im April 2024 verabschiedet wurde. Versorgungssicherheit, in Zeiten, in denen wenig Wind- und Solarenergie produziert wird, will die Bundesregierung durch den Bau wasserstofffähiger Gaskraftwerke gewährleisten. Die neuen Kraftwerke sollen ab 2035 nach und nach von Erdgas auf grünen und kohlenstoffarmen Wasserstoff umgestellt werden. Die Kraftwerkstrategie ist die Grundlage für den Kohleausstieg Deutschlands. Die neuen Kraftwerke sollen ab 2035 nach und nach von Erdgas auf grünen und kohlenstoffarmen Wasserstoff umgestellt werden. Die Kraftwerksstrategie bildet die Grundlage für den Kohleausstieg Deutschlands.
Auch auf EU-Ebene gibt es mit dem European Green Deal Bemühungen, die Erzeugung von grünem Wasserstoff voranzutreiben, um CO₂-Emissionen zu senken. So sollen bis 2030 Elektrolyseure mit einer Leistung von mindestens 40 GW installiert und 10 Millionen Tonnen grüner Wasserstoff erzeugt werden.

Auch auf EU-Ebene gibt es mit dem European Green Deal Bemühungen, die Erzeugung von grünem und kohlenstoffarmem Wasserstoff voranzutreiben und CO₂-Emissionen zu senken. Bis 2030 sollen Elektrolyseure mit einer Leistung von mindestens 40 GW installiert und 10 Millionen Tonnen grüner Wasserstoff erzeugt werden.

Woher soll der grüne und kohlenstoffarme Wasserstoff kommen?

Der Energiebedarf der Bundesrepublik ist höher als die Energiemenge, die Deutschland mit erneuerbaren Energien selbst produzieren kann. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geht davon aus, dass der Importanteil nach 2030 weiter steigen wird und sich der Bedarf bis zum Jahr 2045 auf 360 bis 500 Terawattstunden an Wasserstoff sowie etwa 200 Terawattstunden an synthetischen Kohlenwasserstoffen und anderen Wasserstoffderivaten erhöhen wird.

Die Bundesregierung verfolgt den Ausbau von Pipeline- und Schiffstransporten, wobei die Nutzung von Gasimportinfrastrukturen und deren mögliche Umstellung auf Wasserstoff zu Kostenersparnissen führen würde. Mittelfristig wird erwartet, dass ein Großteil des Bedarfs an Wasserstoff durch Pipelines gedeckt wird. Derzeit sind laut Bundesregierung vier pipelinegebundene (Import-)Korridore absehbar: Nordseeraum, Ostseeraum, Südwesteuropa und Südeuropa. Für den Transport, aber auch für einzelne Bedarfe spielen Wasserstoffderivate eine wichtige Rolle, die langfristig und künftig effizient per Schiff importiert werden können. Lkw-, Bahn- und Binnenschiffstransporte können auch kleine und mittlere Verbraucher mit Wasserstoff und seinen Derivaten beliefern, die nicht direkt an das Wasserstoff-Kernnetz angeschlossen sind. So können erste Importe von den Häfen und Produktionszentren zu den Verbrauchern gelangen.