Grüner Wasserstoff wird zum wichtigen Hebel

Fossile Brennstoffe lassen sich an vielen Stellen austauschen. Das sind die Bedingungen.

Fossile Brennstoffe sind teils austauschbar. Das sind die Bedingungen.

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Mit fortschreitender Energiewende, steigt auch die Bedeutung grünen Wasserstoffs. Er wird zum Schlüsselelement der Dekarbonisierung. Das betrifft die Energiewirtschaft, aber auch die Stahl-, Chemie- und Zementindustrie sowie den Schwerlasttransport, sogenannte Hard-to-abate-Sektoren, bei welchen Treibhausgasemissionen nur schwer reduzierbar sind. Doch es gibt auch Unsicherheiten: Noch fehlen wesentliche Voraussetzungen für einen funktionierenden Wasserstoffmarkt.

Aktuell produziert Deutschland vor allem grauen Wasserstoff mit hohen CO2-Emissionen

In Deutschland werden aktuell rund 60 Terawattstunden (TWh) Wasserstoff pro Jahr erzeugt. Allerdings handelt es sich lediglich bei vier TWh um grünen Wasserstoff, der mittels Wasser- oder Chlor-Alkali-Elektrolyse CO2-frei produziert wird. Der überwiegende Teil ist nach wie vor grauer Wasserstoff. Dieser entsteht durch sogenannte Erdgasdampfreformierung oder fällt als Nebenprodukt chemischer Prozesse an - und führt zu substanziellen Emissionen.

Nachfrage nach grünem Wasserstoff wird deutlich steigen

Wir erwarten, dass der Bedarf an grünem Wasserstoff, einschließlich daraus resultierender Folgeprodukte bis 2030 moderat und ab 2030 bis 2050 dynamisch ansteigen wird. Damit ist zu erwarten, dass Wasserstoff und seine Derivate eine entscheidende Rolle in der Transformation der Industrie, dem Transportsektor sowie der Energiewirtschaft spielen werden.

Diesen Bedarf wird Deutschland trotz aktuell geplanter Produktionsanlagen mit mehr als zehn Gigawatt Gesamtleistung nicht decken können. Vielmehr werden wir auf Importe angewiesen sein - und diese setzen funktionierende globale Lieferketten sowie internationale Partnerschaften voraus.

Deshalb will Deutschland in den kommenden Jahren mehr als fünf Milliarden Euro in den Import von grünem Wasserstoff investieren. Die ersten Ausschreibungen für Wasserstoffimporte durch die H2Global-Stiftung - ein Förderinstrument der Bundesregierung - laufen bereits.

Wasserstoffbedarf in Deutschland nach Sektoren

Einsatzmöglichkeiten: Wie die einzelnen Sektoren grünen Wasserstoff nutzen

Grüner Wasserstoff kann ein wichtiger Hebel der Dekarbonisierung sein. Unternehmen könnten einen bedeutenden Beitrag zum Klimaschutz leisten. Hier haben wir für Sie aufgeschlüsselt, wie dies in den einzelnen Sektoren aussehen könnte.

Grüner Wasserstoff kann für verschiedene chemische Prozesse, wie für die Herstellung von Düngemitteln, grünem Stahl oder Erdölprodukten, verwendet werden. Außerdem kann er zum Einsatz kommen, um die in der Industrie benötigten hohen Temperaturen zu erzeugen. Ein Beispiel hierfür sind Industrieprozesse, die große Mengen an Hitze benötigen. In vielen Fällen ist Gas die sinnvollste Option, um die benötigten hohen Temperaturen bereitzustellen. Durch die Verwendung von grünem Wasserstoff anstelle von fossilen Brennstoffen können Unternehmen ihre CO2-Emissionen reduzieren und somit einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz leisten.

Im Transportsektor der Zukunft wird grüner Wasserstoff auf unterschiedliche Arten eine Rolle spielen. Vor allem können Derivate des Wasserstoffs in der Luft- und Schifffahrt eingesetzt werden, um Dekarbonisierungsziele und Quoten aus der RED III zu erreichen. Ammoniak oder synthetische Kraftstoffe (Renewable fuels of non-biological origin, RFNBO) zu erzeugen, welche dann als Kraftstoffe für darauf ausgelegte Verbrennungsmotoren genutzt werden. In einigen Fällen könnten auch Brennstoffzellen im Transport- und Verkehrssektor zum Einsatz kommen. Diese wandeln Wasserstoff in Elektrizität um, der wiederum einen Elektromotor antreibt. Im Vergleich zu batterieelektrischen Fahrzeugen bietet Wasserstoff-Technologie ein kompakteres Antriebssystem, schnellere Betankung und eine höhere Reichweite. Dies macht Wasserstoff künftig auch für den Schwerlast- oder Güterverkehr attraktiv.

Auch für Raumwärme in Gebäuden kann Wasserstoff langfristig eine zunehmende Rolle spielen. Insbesondere können Gebäude hier von H2-ready-Technologien profitieren, beispielsweise durch die zentrale Nutzung von Wärme aus H2-ready-Gaskraftwerken, die durch bestehende Nah- und Fernwärmenetze transportiert werden. Durch Beimischung im Erdgasnetz können bestehende Systeme genutzt und CO2 Emissionen auch dezentral reduziert werden. In Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, dass auch die Beimischung von 20 Volumenprozent Wasserstoff keine sicherheitsrelevanten Auswirkungen hat - weder auf die Infrastrukturen noch den Betrieb der Gasversorgung.

Die Stromerzeugung aus PV- und Windenergieanlagen schwankt teilweise erheblich, ist fluktuierend - eine Herausforderung für den Betrieb der Stromnetze. Auch hier kann Wasserstoff für notwendige Flexibilität sorgen. Bei einem Überschuss an erneuerbarer Energie müssen Anlagen nicht abgeregelt werden, der Überschuss kann durch die Elektrolyse zusätzlich Wasserstoff bereitstellen, zwischengespeichert und in vorhandenen Gasinfrastrukturen zum Kunden transportiert werden.

Bei Bedarf kann gespeicherter Wasserstoff in H2-ready-Gaskraftwerken auch wieder rückverstromt werden. Schon heute werden vermehrt sogenannte Innovationskraftwerke geplant. Diese kombinieren erneuerbare Energien und Wasserstoff und sind so in der Lage, auch Bedarfsspitzen zu decken. Die Elektrolyse eröffnet Möglichkeiten grünen Grundlaststrom oder flexible Spitzenlast bereitzustellen. Der Wasserstoff kann somit zur Systemstabilität im Stromnetz beitragen.

Herausforderung: einen funktionierenden H2-Markt etablieren

Wasserstoffprojekte lassen sich nur auf Basis einer funktionierenden Wasserstoffökonomie bewerkstelligen - und dies ist eine Herausforderung. Während aktuell die Wasserstoffnachfrage wächst, mangelt es auch auf lange Sicht an Elektrolysekapazitäten. Nur wenn sich sowohl Angebot also auch Nachfrage auf einem stabilen Niveau etablieren, kann ein funktionierender Markt entstehen. Um diese Hürden zu überwinden, müssen Anreize gesetzt werden, zum einen für die Wasserstoffherstellung und zum anderen für deren Nutzung.

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KPMG unterstützt Kunden bei den Herausforderungen der sich etablierenden Wasserstoffwirtschaft. Das betrifft die Bereiche Strategie, Finanzierung, Wachstum oder Transaktion sowie Nachhaltigkeit. Dabei greifen wir auf fundiertes Branchen-Know-how und Methodenkompetenz zurück.

Dazu gehört beispielsweise die Identifikation und Nutzung bestmöglicher Fördermöglichkeiten für Ihre Projekte in Verbindung mit einer Wasserstoffstrategie, um organisch oder auch anorganisch durch Akquisition in diesem sich entwickelnden Markt zu wachsen.

Außerdem unterstützen wir Sie bei Entscheidungen, Wasserstoff und seine Derivate in Ihrem Unternehmen zu nutzen, mit dem Ziel fossile Brennstoffe zu ersetzen. Wir helfen, Ihre Nachhaltigkeitsstrategie zu prüfen, Stoffströme zu analysieren oder neue Partnerschaften zu initiieren.

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Wir freuen uns auf einen Austausch mit Ihnen.