Heinz-Werner Hölscher über grünen Wasserstoff als Ergänzung zu regenerativem Strom

Grüner Wasserstoff gilt als eines der Schlüsselelement für die Energiewende. Heinz-Werner Hölscher, Experte für nachhaltige Energieversorgung, erläutert die Produktionsmethoden, Vorteile und Herausforderungen dieser zukunftsweisenden Technologie.

Die Herstellung von grünem Wasserstoff durch Elektrolyse mit erneuerbaren Energien bietet großes Potenzial als Ergänzung für eine CO₂-freie Energieversorgung. Heinz Werner Hölscher sieht in dieser Technologie einen wichtigen Baustein für die Dekarbonisierung verschiedener Sektoren. Trotz hoher Produktionskosten und Infrastrukturherausforderungen überwiegen die langfristigen Vorteile für Klimaschutz und Energiesicherheit, überall dort wo eine direkte Nutzung von regenerativem Strom nicht möglich ist. Der Experte betont die Notwendigkeit stabiler politischer Rahmenbedingungen und internationaler Kooperationen, um die Wasserstoffwirtschaft voranzutreiben.

Grüner Wasserstoff hat als CO₂-freier Energieträger großes Potential, da nicht für jede Anwendung die direkte Nutzung von grünem Strom möglich oder sinnvoll ist. Heinz Werner Hölscher aus Freiburg betont die Notwendigkeit, die Produktions- und Transportkapazitäten von grünem Wasserstoff international massiv auszubauen, um die weltweiten Klimaziele zu erreichen. „Die grundlegenden Technologie sind vorhanden, jetzt müssen wir die Skalierung vorantreiben“, so Hölscher. Gleichzeitig weist er auf die Herausforderungen bei der Herstellung, der Infrastruktur und der Kosteneffizienz hin, die es zu bewältigen gilt. „Um wettbewerbsfähig zu werden, müssen wir die Effizienz der Elektrolyse-Verfahren weiter steigern und von Skaleneffekten profitieren. Das erfordert weltweit massive Investitionen in Forschung und Entwicklung sowie den Aufbau von Produktionskapazitäten“, erklärt der Energieexperte. Der Experte sieht auch den großen Bedarf für internationale Kooperationen, um grünen Wasserstoff möglichst kostengünstig zu erzeugen und eine globale Wasserstoffwirtschaft aufzubauen.

Herstellung von grünem Wasserstoff

Grüner Wasserstoff wird durch die Elektrolyse von Wasser unter ausschließlicher Verwendung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen hergestellt. Heinz-Werner Hölscher erläutert: „Der entscheidende Vorteil ist, dass bei diesem Prozess kein CO₂ freigesetzt wird, weder bei der Produktion noch bei der späteren Nutzung des Wasserstoffs.“ Im Gegensatz dazu entstehen bei der Herstellung von Wasserstoff aus fossilen Brennstoffen erhebliche Mengen an Treibhausgasen.

Elektrolyse-Verfahren

Es gibt verschiedene Elektrolyse-Verfahren zur Herstellung von grünem Wasserstoff:

Alkalische Elektrolyse: Ein bewährtes Verfahren, das kostengünstig ist, aber einen geringeren Wirkungsgrad aufweist.
Polymer-Elektrolyt-Membran-Elektrolyse (PEM): Bietet einen höheren Wirkungsgrad und ist flexibler einsetzbar, ist aber teurer.
Hochtemperatur-Elektrolyse: Hat das Potenzial für sehr hohe Wirkungsgrade, befindet sich aber noch im Entwicklungsstadium.

Heinz Werner Hölscher betont: „Die Wahl des Elektrolyse-Verfahrens hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie Anlagengröße, Flexibilitätsanforderungen und Kosteneffizienz. Für die Massenproduktion von grünem Wasserstoff werden wir wahrscheinlich eine Kombination verschiedener Technologien sehen.“ Dabei sei es wichtig, die Vor- und Nachteile der einzelnen Verfahren sorgfältig abzuwägen und die Forschung und Entwicklung in diesem Bereich weiter voranzutreiben.

Erneuerbare Energiequellen

Für die Produktion von grünem Wasserstoff kommen verschiedene erneuerbare Energiequellen in Frage:

Windenergie (onshore und offshore)
Solarenergie (Photovoltaik)
Wasserkraft
Geothermie

Heinz-Werner Hölscher aus Freiburg erklärt: „Die Verfügbarkeit und Kosteneffizienz der erneuerbaren Energien sind ein entscheidender Faktor für die Wirtschaftlichkeit der grünen Wasserstoffproduktion. Regionen mit hohem Wind- oder Solaraufkommen haben hier natürliche Vorteile.“ Gleichzeitig müsse man aber auch die Transportinfrastruktur sowie die Speicherkapazitäten ausbauen, um die Orte für einekosteneffiziente Erzeugung und die lokale Nachfrage miteinander verbinden zu können.

Vorteile von grünem Wasserstoff

Grüner Wasserstoff bietet zahlreiche Vorteile für eine nachhaltige Energieversorgung und die Dekarbonisierung verschiedener Sektoren.

Klimaneutralität und Sektorenkopplung

Der Energieexperte hebt hervor: „Grüner Wasserstoff ermöglicht eine CO₂-freie Energieversorgung und kann in Bereichen eingesetzt werden, die schwer zu elektrifizieren sind, wie die Stahlindustrie oder die Reservekraftwerke.“ Durch die Möglichkeit der Sektorenkopplung kann überschüssiger Strom aus erneuerbaren Quellen in Form von Wasserstoff gespeichert und bei Bedarf wieder in Strom umgewandelt oder direkt in anderen Sektoren genutzt werden. So könne man die Energieeffizienz steigern und die Treibhausgasemissionen in allen Bereichen der Wirtschaft reduzieren.

Energiespeicherung und Netzstabilität

Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit der langfristigen Energiespeicherung. Heinz-Werner Hölscher erläutert: „Grüner Wasserstoff kann saisonale Schwankungen in der erneuerbaren Energieproduktion ausgleichen und so zur Netzstabilität beitragen. Das ist besonders wichtig bei einem hohen Anteil volatiler erneuerbarer Energien im Stromnetz.“ Durch die Speicherung von Wasserstoff beispielsweise in Kavernen oder Salzstöcken könne man große Energiemengen über längere Zeiträume speichern und bei Bedarf abrufen. Gerade auch die Umwidmung und Nutzung von bereits bestehenden Gasspeichern bietet hier Chancen auch vorhandene Infrastruktur weiter zu nutzen.

Herausforderungen bei der Nutzung von grünem Wasserstoff nach Heinz Werner Hölscher

Trotz der vielversprechenden Perspektiven gibt es noch einige Herausforderungen zu bewältigen, um grünen Wasserstoff im großen Maßstab nutzen zu können.

Produktionskosten und Effizienz

Aktuell sind die Produktionskosten für grünen Wasserstoff vergleichsweise hoch. Daher ist es weiterhin sinnvoll grünen Strom überall dort direkt einzusetzen, wo dieses möglich ist. Der Energieexperte erklärt: „Um wettbewerbsfähig zu werden, müssen wir die Effizienz der Elektrolyse-Verfahren weiter steigern und von Skaleneffekten aus Anlagen im industriellen Maßstab zu profitieren. Das erfordert weiterhin massive Investitionen in Forschung und Entwicklung sowie den Aufbau von entsprechend großen Produktionskapazitäten.“ Laut einer Studie der Internationalen Energieagentur (IEA) könnten die Kosten für grünen Wasserstoff bis 2030 um 30% und bis 2050 um 50 % sinken, wenn die notwendigen Investitionen getätigt werden.

Infrastruktur und Transport

Eine weitere Herausforderung liegt im Aufbau der notwendigen Infrastruktur für Transport und Verteilung von Wasserstoff. Heinz-Werner Hölscher aus Freiburg betont: „Weltweit gibt es viele prädestinierte Standorte für die Erzeugung von grünem Wasserstoff. Nur sind die nicht zwingend nah an der Verbruachsschwerpunkten. Wir brauchen daher ein globale Transportwege und regionale Wasserstoffnetze, um die Produktion mit den Verbrauchszentren zu verbinden. Dabei kann teilweise auf die bestehende Erdgasinfrastruktur zurückgegriffen werden, teilweise aber noch neue Transportwege aufgebaut werden.“

Beispielsweise soll das geplante Wasserstoff-Kernnetz in Deutschland bis 2032 eine Länge von rund 9.700 Kilometern erreichen und innerhalb von Deutschland die wichtigsten Produktions-, Import- und Verbrauchszentren miteinander verbinden. Zudem braucht es aber auf europäischer und weltweiter Ebene neue Transportwege , beispielsweise per Schiff, um international flexibel und effizient den Transport zu ermöglichen.

Zukunftsperspektiven und Handlungsbedarf

Heinz-Werner Hölscher ist überzeugt von der Schlüsselrolle des grünen Wasserstoffs für die Energiewende: „Grüner Wasserstoff wird eine wichtige Säule unseres zukünftigen Energiesystems sein und die direkte Nutzung von regenerativen Strom ergänzen. Um sein volles Potenzial auszuschöpfen, müssen wir jetzt die richtigen Weichen stellen.“

Politische Rahmenbedingungen und Förderung

Der Experte betont die Notwendigkeit stabiler politischer Rahmenbedingungen: „Wir brauchen klare Zielvorgaben und langfristige Förderprogramme, um Investitionssicherheit für Unternehmen zu schaffen.“ Die nationale Wasserstoffstrategie der Bundesregierung sieht vor, bis 2030 Elektrolysekapazitäten von 10 Gigawatt in Deutschland aufzubauen. Auch auf europäischer Ebene gebe es ehrgeizige Ziele, wie die Errichtung von 40 Gigawatt Elektrolysekapazität bis 2030. „Diese Ziele sind wichtig, aber sie müssen auch mit konkreten Maßnahmen und ausreichenden Fördermitteln unterlegt werden“, so der Energieexperte.

Internationale Kooperationen und Wasserstoff-Partnerschaften

Heinz Werner Hölscher sieht großes Potenzial in internationalen Kooperationen: „Deutschland wird nicht in der Lage sein, seinen gesamten Wasserstoffbedarf selbst zu decken. Wir müssen Partnerschaften mit sonnen- und windreichen Ländern aufbauen, um grünen Wasserstoff zu importieren.“ Die Bundesregierung hat bereits Energiepartnerschaften mit verschiedenen Ländern geschlossen, um den Aufbau einer globalen Wasserstoffwirtschaft voranzutreiben. Beispiele sind die Kooperationen mit Marokko, Chile, Australien und Kanada. „Durch solche Partnerschaften können wir die Stärken verschiedener Regionen nutzen und einen liquiden Markt sowie eine stabile Versorgung mit grünem Wasserstoff sicherstellen“, erklärt der Energieexperte.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass grüner Wasserstoff ein enormes Potenzial für die Dekarbonisierung unseres Energiesystems bietet. Heinz-Werner Hölscher betont: „Die Technologie ist vielversprechend, aber wir stehen noch am Anfang. Um die Klimaziele zu erreichen, müssen wir weltweit die Produktion und Nutzung von grünem Wasserstoff massiv ausbauen und die bestehenden Herausforderungen entschlossen angehen.“

Der Experte schließt mit einem optimistischen Ausblick: „Wenn wir es schaffen, die Produktionskosten zu senken, die notwendige Infrastruktur aufzubauen und die richtigen politischen Rahmenbedingungen zu schaffen, kann grüner Wasserstoff einen entscheidenden Beitrag zur Energiewende leisten. Es liegt an uns, diese Chance zu nutzen und die Transformation unseres Energiesystems voranzutreiben.“

Quellen: