Grüner Wasserstoff Der rising star in der internationalen Energiepolitik

Wasserstoff führte lange ein Schattendasein in der Landschaft der Energieträger. Zwar ist sein Potential seit vielen Jahren bekannt, jedoch hat es einige Zeit gedauert, bis der Energieträger von der Forschungs- in die Anwendungsphase übergegangen ist. Mit dem sich nunmehr deutlich abzeichnenden Ende fossiler Energieträger in naher Zukunft rückt Wasserstoff auf der Suche nach leistungsfähigen Alternativen zunehmend in den Mittelpunkt. Solche Alternativen sind entscheidend für eine langfristig erfolgreiche Umsetzung der Energiewende in allen Sektoren und für den Klimaschutz. Nach Überzeugung der Bundesregierung wird grüner Wasserstoff dabei als vielfältig einsetzbarer emissionsfreier Energieträger eine zentrale Rolle einnehmen. Mit der Nationalen Wasserstoffstrategie (NWS) setzte sich Deutschland deshalb zum Ziel, die klima-, energie- und wirtschaftspolitischen Chancen des Markthochlaufs von grünem Wasserstoff zu ergreifen und Deutschland als Leitmarkt für Wasserstofftechnologien zu etablieren.

2 von insgesamt 9 Mrd. Euro aus der Nationalen Wasserstoffstrategie hat die Bundesregierung für internationale Wasserstoffprojekte zur Verfügung gestellt.

Grüner Wasserstoff, der ohne CO₂-Emissionen auf Basis erneuerbarer Energien hergestellt wird, ermöglicht die Dekarbonisierung von Bereichen, in denen Energieeffizienz und die direkte Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energien den Bedarf nicht ausreichend decken können. Dies betrifft vor allem die Schwerindustrie (Stahl, Chemie, usw.) und bestimmte Verkehrsbereiche wie die Luft- und Schifffahrt oder den Schwerlastverkehr. Neben Wasserstoff als direktem Energieträger kann dieser auch zu Derivaten wie e-Kerosin oder Ammoniak weiterverarbeitet werden, die als Ersatz für fossile Kraftstoffe wie Benzin und Kerosin eingesetzt werden können. Auch die Möglichkeit, Wasserstoff für sogenannte PtX-Verfahren einzusetzen, macht diesen Energieträger besonders attraktiv für eine erfolgreiche Umsetzung der Energiewende. Seine Nutzung als Energiespeicher ist dabei insbesondere für die Sektorkopplung wertvoll (Abbildung 1).

Wasserstoff gilt als vielfältig einsetzbare Alternative zu fossilen Energieträgern und damit als Schlüsselelement der Energiewende und für den Klimaschutz. Er ist ideal, um Strom aus erneuerbaren Energien zu speichern. So können CO₂-Emissionen vor allem dort deutlich verringert werden, wo Energieeffizienz und die direkte Nutzung von erneuerbarem Strom nicht ausreichen – etwa im Verkehr oder in der Industrie.

1 ELEKTROLYSE UND PTX
Für die Herstellung von grünem Wasserstoff durch Elektrolyse kann Strom aus Erneuerbaren wie Wind und Sonne verwendet werden. Dieses Verfahren wird auch 3 als Power-to-Gas bezeichnet. Es ist eine der Power-to-X-Technologien, die Strom auch nutzen, um Wärme (Power to Heat) oder flüssige Energieträger (Power to Liquid) herzustellen.

2 WASSERSTOFF AUF REISEN
Wasserstoff gelangt über unterschiedliche Transportwege zu seinen Einsatzorten – per LKW, mit dem Schiff oder über Pipelines.

3 SYNTHETISCHE KRAFTSTOFFE
CO₂-freier Wasserstoff kann zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe als Diesel-Ersatz im Schwerlast- oder Schiffsverkehr und zur Herstellung von e-Kerosin im Luftverkehr dienen.

4 ENERGIEWENDE IN DER INDUSTRIE
Wasserstoff könnte fossile Roh- und Brennstoffe in der Industrie ersetzen und so energieintensive Industrien wie die Stahlproduktion nachhaltiger machen.

5 STROM UND WÄRME
Als verbindendes Element kann Wasserstoff Sektoren wie Strom, Wärme und Verkehr enger verzahnen (Sektorkopplung) und sowohl zum Heizen als auch
für Brennstoffzellenantriebe im Verkehr genutzt werden.

PTX-VERFAHREN Als Power-to-X-(PtX-)Verfahren wird die Möglichkeit bezeichnet, überschüssige Energie zu speichern und je nach Bedarf abrufen zu können. Da mit Strom grüner Wasserstoff aus Wasser gewonnen werden kann (Elektrolyse), bietet es sich an, überschüssige Energie aus Windkraft- und Photovoltaikanlagen in Form von Wasserstoff zu speichern. Solche aus Strom gewonnenen Energieträger und Kraftstoffe bezeichnet man als PtX.

Internationaler Wasserstoffmarkt

Der zukünftig große Bedarf an wasserstoffbasierten Energieträgern in Deutschland wird nicht allein durch inländische Produktion abgedeckt werden können. Neben dem Aufbau einer starken inländischen Produktionslandschaft werden Importe sowohl aus Europa als auch aus dem nicht-europäischen Ausland eine wichtige Rolle spielen. Um den internationalen Markthochlauf anzukurbeln, sollen im nicht-europäischen Ausland mithilfe deutscher Technologie außerdem zahlreiche Anlagen zur Wasserstoffproduktion entstehen. Dadurch werden internationale Lieferketten etabliert, die Preise für die Wasserstoffproduktion durch Skalierungseffekte gesenkt und die Exporte deutscher Technologien gefördert.

In Kürze: Mit Wasserstoff aus erneuerbaren Energien können CO₂-Emissionen vor allem in energieintensiven Branchen deutlich verringert werden.

Zur effektiven Umsetzung dieser internationalen Strategie hat das BMWK verschiedene Förderinstrumente entwickelt, die ineinandergreifen und so einen schnellen Markthochlauf für grünen Wasserstoff ermöglichen sollen. Diese stützen sich auf umfangreiche Mittel, die von der Bundesregierung zur schnellen und nachhaltigen Umsetzung der Energiewende bereitgestellt wurden und sind eng verzahnt mit den über 20 bilateralen Energiepartnerschaften des BMWK, Außenwirtschaftsförderinstrumenten sowie mit Instrumenten anderer Ministerien, die zum Beispiel mit entwicklungspolitischen oder geopolitischen Aspekten flankieren. Durch die Instrumente mit unterschiedlichen Zielrichtungen soll eine möglichst große Hebelwirkung der vorhandenen Mittel erreicht und langfristig ein florierender Markt für grünen Wasserstoff etabliert werden (Abbildung 2).

H2Global

Mit einem Volumen von 900 Millionen Euro ist H2Global das zentrale Instrument zur zeitnahen Etablierung eines Markts für den internationalen Handel mit grünem Wasserstoff. Dabei soll in der Anfangsphase die Preisdifferenz zwischen importierten emissionsfreien wasserstoffbasierten Energieträgern und bislang eingesetzten fossilen Energieträgern ausgeglichen werden, um trotz der derzeit noch deutlich höheren Kosten schnell einen Handel mit grünem Wasserstoff zu etablieren (Abbildung 3). Dazu schließt eine Tochtergesellschaft der H2Global-Stiftung langfristige Abnahmeverträge mit außereuropäischen Produzenten zu einem festen Preis. Auf der Verkaufsseite werden kurzfristige Lieferverträge mit Abnehmern geschlossen, wobei sich der Preis nach dem aktuellen wettbewerbsfähigen Niveau (dem Marktpreis) richtet. Durch die Bedingung, dass die Produkte, die im außereuropäischen Ausland produziert werden, nach Europa geliefert werden müssen, etablieren sich nicht nur Produktionskapazitäten, sondern auch Transportrouten und die deutsche und europäische Infrastruktur. Es ist beabsichtigt, hiermit einen substantiellen Beitrag zum Markthochlauf von grünem Wasserstoff in Deutschland und Europa zu leisten.

H2Global greift das vorhandene Interesse der Wirtschaft und Politik auf, grünen Wasserstoff flächendeckend zu etablieren, und begegnet gleichzeitig den bislang noch bestehenden Hindernissen der Rentabilität. Der Fördermechanismus wird von der Wirtschaft als sehr geeignetes Mittel gesehen, um anfängliche Startschwierigkeiten zu überwinden. Im Dezember 2021 gab auch die EU Kommission dem H2Global-Konzept grünes Licht. Abnahmeverträge sollen ab 2022 geschlossen werden. Die ersten Lieferungen nachhaltiger Energieträger auf Wasserstoffbasis nach Deutschland und Europa sind für das Jahr 2024 geplant.

In Kürze: Gezielte Förderinstrumente sollen den Aufbau eines globalen Wasserstoffmarktes unterstützen und die Entwicklung von Wasserstofftechnologien fördern.

Förderrichtlinie Internationale H2-Projekte

Mit der Förderrichtlinie Internationale Wasserstoffprojekte, die das BMWK im Oktober 2021 gemeinsam mit dem BMBF veröffentlicht hat, wurde eine weitere Fördermöglichkeit geschaffen. Hierbei können Projekte mit grünem Wasserstoff von der Herstellung über den Transport und die Speicherung bis hin zur Verwendung mit bis zu 15 Millionen Euro gefördert werden. Zudem besteht die Möglichkeit, Forschungsprojekte in diesen Bereichen zu unterstützen. Die Förderrichtlinie fügt sich damit in das Instrumentarium des BMWK dort ein, wo bislang Wasserstoffprojekte aufgrund wirtschaftlicher Faktoren nicht realisierbar erschienen. Dafür wurde ein finanzieller Rahmen von zunächst 350 Millionen Euro bereitgestellt, der in drei Förderrunden 2021 und 2022 verteilt werden soll.

International Hydrogen Pam-up Programm – H2Uppp

Auch Entwicklungs- und Schwellenländer sollen in den internationalen Markthochlauf mit einbezogen und speziell gefördert werden. Dabei bedarf es bei der Entwicklung der Wasserstoffproduktion und der Nachfrage nach grünem Wasserstoff gezielter Unterstützung, um Chancen für Wasserstoffprojekte zu identifizieren, diese in konkrete Projektansätze zu überführen und ihre Realisierung zu unterstützen sowie gegebenenfalls politisch zu flankieren.

Mit 900 Mio. Euro fördert H2Global den globalen Markthochlauf von grünem Wasserstoff.

Um dazu gezielt beizutragen, hat das BMWK die Public-Private-Partnership-(PPP-)Maßnahme „International Hydrogen Ramp-up Programm" (H2Uppp) ins Leben gerufen. Sie unterstützt kleine und mittlere Unternehmen (KMU) bei der Identifizierung, Vorbereitung und Umsetzung von Pilotprojekten zur Produktion und Nutzung von grünem Wasserstoff – vor allem in Entwicklungs- und Schwellenländern und unter Verwendung von innovativem deutschem und europäischem Technologie-Know-how. Die Exportinitiative Energie mit ihren bestehenden Strukturen (Energie-Geschäftsreiseprogramm, Konsortialbildung und Projektentwicklungsprogramm) unterstützt hier insbesondere bei der Projektidentifizierung, um eine möglichst hohe Zahl an geeigneten Projekten in den H2Uppp-Ideenwettbewerb zu überführen.

In Kürze: Auch Wasserstoffprojekte kleiner und mittlerer Unternehmen werden national und international gefördert.

H2Uppp dient auch der Vorbereitung anderer H2-Förderinstrumente für den internationalen Markthochlauf. So trägt die Maßnahme neben der direkten Umsetzung von PPP-Projekten auch dazu bei, H2-Projekte für die Förderrichtlinie des BMWK zu identifizieren und während der Anbahnung und Konzeption zu unterstützen. Eine solche Verzahnung der einzelnen Instrumente ist zentral für ein umfassendes, nachhaltiges und erfolgreiches Netzwerk aus Fördermaßnahmen.

Neben eigener Produktion braucht Deutschland auch Wasserstoffimporte.

Neben der Etablierung deutscher Technologien in diesen Märkten kann so langfristig der Import von grünem Wasserstoff aus zahlreichen ausländischen Märkten nach Deutschland erreicht werden. Das trägt wiederum dazu bei, die Ziele der Nationalen Wasserstoffstrategie zu erreichen. Zudem profitieren die Partnerländer und lokale Unternehmen von der Technologieführerschaft deutscher und europäischer Unternehmen und können dank konkreter grüner Wasserstoff-Pilotprojekte Erfahrungswerte für die klimafreundliche Transformation ihrer Energiesysteme sammeln.

Deutschland soll Nr. 1 bei Wasserstofftechnologien weltweit werden.

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) unterstützt mit der Exportinitiative Energie kleine und mittlere Unternehmen der Energiebranche bei der Erschließung von Auslandsmärkten. Angesprochen sind deutsche Unternehmen, die Energielösungen in den Bereichen Erneuerbare Energien, Energieeffizienz, Intelligente Netze oder Speicher sowie neue Energietechnologien (wie z. B. Brennstoffzelle oder Power-to-X) anbieten. Der strategisch und regional ausgerichtete Ansatz verfolgt das Ziel, im Interesse des Klimaschutzes deutsche Energietechnologien international stärker zu positionieren und zu verbreiten. Weitere Hintergrundinformationen über die Aufgabe sowie das Angebot der Exportinitiative können über die Internetseite www.german-energy-solutions.de abgerufen werden.

Ausblick

In Kürze: Die Energiewende und das Erreichen der Klimaziele gelingen nur mit internationaler Wasserstoffpolitik.

Für die nachhaltige Realisierung der Energiewende und das Erreichen der Klimaziele ist eine internationale Wasserstoffpolitik essentiell. Mit der gezielten und umfassenden Förderung des internationalen Markthochlaufs von grünem Wasserstoff strebt das BMWK die schnelle Etablierung eines weltweiten Marktes für grünen Wasserstoff und seine Folgeprodukte an. Dabei ist es von besonderer Bedeutung, den Wasserstoffmarkt von Anfang an auch international zu denken. Durch ein globales Netzwerk von Partnern können Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels gleichzeitig als wirtschaftliche und ideelle Chance gesehen werden, durch die nachhaltiger Wohlstand geschaffen werden kann. Das Potential von grünem Wasserstoff als emissionsfreier und vielseitiger Energieträger findet immer mehr Anerkennung in Wirtschaft und Politik. Die Bundesregierung schafft mit Förderungen und einem soliden regulatorischen Rahmen national und europäisch Rahmenbedingungen, mit denen die wirtschaftlichen Akteure einen umfassenden Wasserstoffmarkt von der Produktion bis zum Endverbraucher aufbauen können. Dieser kann in einer globalen Welt nur mit internationalen Partnern funktionieren. Deutsche Technologie kann hier auch bei unseren internationalen Partnern für die Schaffung von Wertschöpfung und einen Markthochlauf nationaler Wasserstoffindustrien sorgen.

Partnerländer werden beim Aufbau ihrer Wasserstoffwirtschaft unterstützt.

KONTAKT JULIA SCHELLHAAS Referat: Bilaterale Energiekooperation schlaglichter@bmwk.bund.de