Hoffnungsträger Wasserstoff: Was ist das "grüne Wundergas"?

Deutschland und Kanada haben am Dienstag eine Wasserstoff-Partnerschaft unterzeichnet. Darin ist vorgesehen, dass die Exporte aus Kanada mit grünem Wasserstoff 2025 beginnen sollen. Doch was ist das überhaupt?

Auf der Erde kommt Wasserstoff nicht in Reinform vor, sondern nur in Verbindung mit anderen Elementen, vor allem mit Sauerstoff, nämlich als Wasser (H2O). Als Grundstoff für die chemische Industrie wird Wasserstoff schon lange verwendet, etwa zur Herstellung von Ammoniak, einer Ausgangsbasis für Düngemittel. Als Energieträger zur Stromerzeugung kommt Wasserstoff etwa in Autos mit Brennstoffzellen zum Einsatz.

In Deutschland werden laut Nationaler Wasserstoffstrategie jährlich rund 1,65 Millionen Tonnen Wasserstoff mit einem Energiegehalt von rund 55 Terawattstunden verbraucht, vor allem von der chemischen Industrie. Immer muss er zuvor mit Hilfe von Energie aus einem Ausgangsstoff abgespalten werden. Gewonnen wird er bislang überwiegend aus Methan, also dem Hauptbestandteil von fossilem Erdgas.

Wasserstoff gilt als entscheidender Baustein im künftigen klimaneutralen Energiemix. Er soll Lücken schließen, weil nicht alles mit elektrischer Energie betrieben werden kann. "Es gibt so viele Dinge in unserem Energiesystem, im Verkehr, beim Heizen und in industriellen Prozessen, die wir direkt elektrifizieren können. Und wo immer wir etwas direkt elektrifizieren können, müssen wir das tun", sagt etwa der Chef des europäischen Windkraftverbandes Windeurope, Giles Dickson. "Aber wir können nicht alles direkt elektrifizieren." Dort komme Wasserstoff ins Spiel.

Für das Jahr 2030 geht die Wasserstoffstrategie von einem Bedarf von etwa 90 bis 110 Terawattstunden in Deutschland aus. Davon sollten den bisherigen Planungen zufolge bis zu 14 Terawattstunden durch neue Elektrolyseanlagen in Deutschland produziert werden. Der überwiegende Teil der Wasserstoffnachfrage werde aber importiert werden müssen.
Die Annahmen dürften sich aber ändern: Noch in diesem Jahr plant die Bundesregierung laut Koalitionsvertrag ein "ambitioniertes Update" der Strategie.

Die Bundesregierung setzt unter anderem auf internationale Kooperationen - etwa mit Australien und Afrika, also Regionen mit reichlich Sonnenschein. Für Westafrika wurde bereits ein sogenannter Potenzialatlas zusammengestellt. Ein Ergebnis: Mit Solarstrom erzeugter Wasserstoff lässt sich in Nordafrika deutlich günstiger herstellen als in Deutschland.

Das ist die Idee. Neue Gaskraftwerke sollen daher schon jetzt "H2-ready" gebaut werden, also mit der Möglichkeit, dort später Wasserstoff zu verbrennen. Sie sollen die Stromversorgung gewährleisten, wenn kein Wind weht und keine Sonne scheint. "Erdgas ist für eine Übergangszeit unverzichtbar", heißt es noch im Koalitionsvertrag.

Wie sich die Gaskrise vor dem Hintergrund des russischen Krieges gegen die Ukraine auswirken wird, ist offen. Der ganze Krieg beschleunige nun auch die grüne Wasserstoffagenda, so die Bundesregierung.

Wo der Wasserstoff nicht direkt etwa neben einer Elektrolyseanlage in einem Chemiewerk verwendet wird, soll er über Leitungen zu den Kunden gepumpt werden. Die Gas-Fernleitungsnetzbetreiber haben längst mit entsprechenden Planungen begonnen. So soll das sogenannte H2-Netz im Jahre 2030 in Deutschland rund 5.100 Kilometer lang sein. Dabei basieren rund 3.700 Leitungskilometer auf bereits bestehenden, umgestellten Erdgasleitungen.