Welches Potenzial hat erneuerbarer Wasserstoff für die Energiewende?
Wasserstoff gilt als wichtiger, gezielter Baustein in der Energiewende, ist jedoch keine Allzwecklösung. Wasserstoff ist vor allem für jene Bereiche vorgesehen, die schwer direkt zu elektrifizieren sind. Dazu zählt die energieintensive Industrie, etwa bei der Stahl-, Chemie- oder Raffinerieproduktion sowie der Schwerverkehr. Hier kann erneuerbarer Wasserstoff fossile Energieträger und Rohstoffe ersetzen. Diese Sektoren gelten als „schwer zu dekarbonisieren“ und benötigen kontinuierlich große Energie- bzw. Stoffmengen, weshalb erneuerbarer Wasserstoff hier als besonders sinnvoller Ersatz gilt. Für Haushalte oder den PKW-Verkehr wird er aufgrund des Vorhandenseins effizienterer Alternativen dagegen nur geringe Bedeutung haben.
Gleichzeitig kann Wasserstoff als Langzeitspeicher für erneuerbaren Strom dienen: Überschüsse aus Wind- oder Solarenergie können in Wasserstoff umgewandelt und später wieder genutzt werden, etwa im Winter oder in Zeiten geringer Stromproduktion.
Für Österreich ist absehbar, dass neben der Erzeugung im Inland ein großer Teil des zukünftigen Wasserstoffbedarfs importiert werden muss. Um Wasserstoff national und über die Landesgrenzen hinweg transportieren zu können, sollen bereits bestehende Gasleitungen für Wasserstoff umgebaut und neue Leitungen für Wasserstoff gebaut werden. Das zeigt die Grafik.
Erneuerbarer Wasserstoff steht immer wieder im Fokus der Energie- und Klimapolitik, weil er als möglicher Baustein für die Dekarbonisierung jener Bereiche gilt, die sich nur schwer direkt elektrifizieren lassen. Gleichzeitig kann Wasserstoff zur Versorgungssicherheit beitragen, etwa indem erneuerbarer Strom in Wasserstoff umgewandelt und dadurch speicherbar gemacht wird oder neue Chancen für die Diversifizierung von gasförmigen Energieimporten eröffnet. Besonders für energieintensive Industrien und Teile des Verkehrs wird er daher als wichtiger zukünftiger Energieträger diskutiert.
Erneuerbarer Wasserstoff derzeit rar und teuer
Grundsätzlich wird Wasserstoff nach seiner Herstellungsart unterschieden. Grüner Wasserstoff wird durch Elektrolyse von Wasser mit Strom aus erneuerbaren Energien hergestellt und gilt als klimaneutral. Grauer Wasserstoff entsteht meist aus der Dampfreformierung von Erdgas und verursacht dabei CO₂-Emissionen. Blauer Wasserstoff basiert ebenfalls auf fossilem Erdgas, wobei das im Prozess entstehende CO2 abgeschieden und gespeichert werden soll (Carbon Capture and Storage). Türkiser Wasserstoff wird durch Methanpyrolyse produziert, wobei fester Kohlenstoff statt CO2 entsteht. Im Kontext der europäischen und österreichischen Energie- und Klimaziele spielt vor allem grüner Wasserstoff eine Rolle, um die Klimaneutralität in den nächsten Jahren zu erreichen.
Derzeit gibt es in Österreich noch kaum großtechnische Produktion von grünem Wasserstoff. Elektrolyseanlagen befinden sich überwiegend im Demonstrations- oder Pilotmaßstab. Gleichzeitig wird Wasserstoff bereits heute in industriellen Prozessen genutzt – allerdings fast ausschließlich in Form von fossil erzeugtem Wasserstoff (also grauem Wasserstoff), etwa in Raffinerien oder in der chemischen Industrie.
Um den Übergang zu klimaneutralem Wasserstoff zu ermöglichen, hat die Republik eine Nationale Wasserstoffstrategie beschlossen. Darauf aufbauend wurde im aktuellen Regierungsprogramm unter anderem die Entwicklung einer Wasserstoff-Importstrategie beschlossen. Parallel dazu sollen Förderprogramme, Forschungsinitiativen und internationale Kooperationen den Markthochlauf unterstützen. Auch im Nationalen Energie- und Klimaplan (NEKP) gilt Wasserstoff als wichtiger Baustein für die Energiewende.
Herausforderungen beim Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur
Die österreichische Wasserstoffstrategie bildet den zentralen politischen Rahmen für den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft. Sie setzt auf Förderung, Forschung, Pilotprojekte, internationale Kooperationen und den schrittweisen Aufbau von Infrastruktur. Der Aufbau der Infrastruktur steht vor mehreren Herausforderungen.
- Technisch erfordert Wasserstoff eine neue oder angepasste Infrastruktur. Elektrolyseure müssen aufgebaut werden, geeignete Speicherlösungen entwickelt und Transportmöglichkeiten geschaffen werden – etwa über spezielle Pipelines oder umgerüstete Gasnetze. Gleichzeitig steigt der Bedarf an erneuerbarem Strom, da für die Produktion von grünem Wasserstoff große Energiemengen benötigt werden. Zusätzlich wird diskutiert, wie künftig internationale Lieferketten aufgebaut werden können – etwa über Importkorridore aus Süd- und Osteuropa oder Nordafrika.
- Ökonomisch ist grüner Wasserstoff derzeit deutlich teurer als fossile Alternativen. Seine Produktion ist in vielen Anwendungen noch nicht wettbewerbsfähig. Investitionen in Anlagen und Infrastruktur sind zudem kapitalintensiv und mit wirtschaftlichen Risiken verbunden.
- Regulatorisch spielen Genehmigungsverfahren, Förderbedingungen und europäische Regelwerke eine wichtige Rolle. In Zukunft soll es im Wasserstoffbereich, wie auch im Strom- und Gassystem, regulierte Netzbetreiber geben. Auch Fragen der EU-Taxonomie oder der Definition von „erneuerbarem Wasserstoff“ beeinflussen Investitionsentscheidungen.
Zur Unterstützung wurden mehrere Förderinstrumente etabliert oder erweitert (nähere Details auf der BMWET-Website unter Wasserstoff). Parallel dazu wird auf europäischer Ebene am Aufbau eines zukünftigen Wasserstoffnetzes gearbeitet. Dieses könnte bestehende Gasleitungen teilweise nutzen oder neue Transportkorridore schaffen. Auch unterirdische Speicher – etwa in ehemaligen Gaslagerstätten – werden als mögliche Infrastrukturkomponenten untersucht.
Potenziale und Grenzen von Wasserstoff
Die größten Potenziale für erneuerbaren Wasserstoff liegen in Bereichen, die als „schwer zu dekarbonisieren“ gelten. In der Industrie kann erneuerbarer Wasserstoff fossile Energieträger oder Rohstoffe ersetzen, etwa in der Stahlproduktion, in der chemischen Industrie oder in Raffinerien. Gerade dort entstehen heute große Mengen an CO₂-Emissionen, die sich aufgrund von z. B. stofflichen Bedarfen oder Prozessanforderungen (etwa hohe Temperaturen, gasförmige Energieträger etc.) nur schwer durch Elektrifizierung vermeiden lassen. Auch im Schwerverkehr könnte Wasserstoff eine Rolle spielen, etwa für schwere Lkw im Fernverkehr, für nicht elektrifizierte Bahnstrecken, für Schiffe oder perspektivisch für synthetische Flugkraftstoffe in der Luftfahrt.
Ein weiteres Potenzial liegt in der Speicherung von Energie. Überschüssiger Strom aus Wind- oder Solaranlagen kann mittels Elektrolyse in Wasserstoff umgewandelt und später wieder genutzt werden. Diese sogenannte Power-to-Gas-Technologie könnte langfristig eine saisonale Speicherung erneuerbarer Energie ermöglichen. Darüber hinaus trägt Wasserstoff zur Sektorkopplung bei, also zur stärkeren Verschränkung von Strom-, Gas-, Industrie- und Verkehrssektor. Dadurch können Energieflüsse flexibler gestaltet und erneuerbare Energien effizienter integriert werden.
Trotz seines Potenzials ist Wasserstoff nicht für alle Anwendungen sinnvoll. Für Haushaltsheizungen gilt Wasserstoff meist als ineffizient und teuer im Vergleich zu Alternativen wie Wärmepumpen oder Fernwärme. Auch im Pkw-Bereich setzen viele Strategien eher auf batterieelektrische Fahrzeuge, da diese energetisch effizienter sind.
Ein wesentlicher Grund dafür ist die Energieeffizienz der Umwandlungskette. Wird Strom zunächst in Wasserstoff umgewandelt und später wieder genutzt, gehen erhebliche Energiemengen durch Umwandlungsverluste verloren. Daher gilt der Grundsatz, dass direkte Elektrifizierung – wo technisch möglich – meist effizienter ist.
Hinzu kommt die begrenzte Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff. Da seine Produktion große Mengen erneuerbarer Energie benötigt, wird er voraussichtlich nur dort eingesetzt werden, wo es kaum Alternativen gibt.
Grüner Wasserstoff wird als wichtiger Baustein für die Energiewende betrachtet – insbesondere für energieintensive Industrien, Teile des Schwerverkehrs und für langfristige Energiespeicher. Gleichzeitig ist er keine universelle Lösung für alle Anwendungen.
Der Aufbau eines funktionierenden Wasserstoffmarktes erfordert klare politische Rahmenbedingungen, langfristige Förderinstrumente sowie erhebliche Investitionen in Infrastruktur und erneuerbare Energien. Entscheidend wird sein, Wasserstoff gezielt dort einzusetzen, wo er den größten Beitrag zur Dekarbonisierung leisten kann – und gleichzeitig realistische Erwartungen an seine Rolle im zukünftigen Energiesystem zu behalten.