Fraunhofer präsentiert Wasserstoff-Roadmap für Deutschland. Darin geht geht um die Entwicklung und Einführung einer Wasserstoffwirtschaft in Deutschland. Die Forscher haben dieses Papier der Bundesregierung zur Verfügung gestellt, die derzeit eine Nationale Wasserstoff-Strategie für Deutschland vorbereitet.

Federführend bei der Wasserstoff-Roadmap waren das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI) und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE). Beteiligt waren außerdem die Institute für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (IMWS) und für Keramische Technologien und Systeme (IKTS).

Wasserstoff entscheidende Komponente

Grüner Wasserstoff und seine Syntheseprodukte werden nach Auskunft der Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle insbesondere im Verkehr und der Industrie spielen. Neben der direkten Nutzung werde Wasserstoff bei steigender Systemintegration von erneuerbaren Energien auch durch seine hohe Speicher- und Transportierbarkeit an Bedeutung gewinnen.

Die Fraunhofer-Institute skizzieren in ihrem Positionspapier einen möglichen Pfad für die Einführung und Entwicklung der Wasserstoffwirtschaft in den verschiedenen Anwendungsfeldern. Wasserelektrolyse werde in Deutschland zu einer entscheidenden industriepolitischen Komponente werden. Das betreffe die Erzeugung des hierzulande benötigten Wasserstoffs, aber auch seine Rolle als Flexibilitätsoption im deutschen Stromnetz und als Kerntechnologie für den internationalen Exportmarkt. Allein für Deutschland gehen Studien von einem Wachstum der installierten Kapazität der Technologie auf 50 bis 80 Gigawatt bis 2050 aus. Für das Erreichen dieser Größenordnung müssen umgehend jährliche Zuwachsraten von Elektrolyseuren im zweistelligen Megawatt-Bereich und bis Ende der 2020er Jahre im Bereich von 1 Gigawatt erreicht werden.

Abbau von Hemmnissen nötig

Das Fraunhofer-Positionspapier zeigt verschiedene Pfade auf und schlägt mögliche Maßnahmen zur Realisierung dieser Marktentwicklung vor. Dazu zählen die Anpassung des regulatorischen Rahmens für Steuern, Abgaben und Umlagen auf Strom zur Stärkung der Sektorenkopplung. Außerdem gehört die Förderung von Demonstrationsprojekten dazu und die Schaffung international einheitlicher Regularien und Standards. Ferner gehe es um den Abbau regulatorischer Hemmnisse für Brennstoffzellenfahrzeuge und Wasserstoff-Tankstellen.

„Aus unserer Sicht existiert die Technologiebasis der gesamten Wertschöpfungskette“, sagt Professor Christopher Hebling, Bereichsleiter Wasserstofftechnologien am Fraunhofer- ISE. „Jetzt kommt es darauf an, die Weichen so zu stellen, dass das Scale-up für die Realisierung der weiteren Kostenreduktion und das Sammeln von Betriebserfahrungen gelingt“.

Wasserstoff mit Grünstrom zu 3 Cent

Die Gesellschaft erwartet, dass Wasserelektrolyseure im großen Stile international dort zum Einsatz kommen werden, in denen die Stromgestehungskosten durch Photovoltaik- und Windkraftanlagen bei unter 3 Eurocent je Kilowattstunde liegen wird. Ein weiteres Kriterium ist eine Volllaststundenzahl solcher Anlagenparks von mindestens 4000 pro Jahr. Dies ermögliche den Eintritt in einen globalen Handel mit erneuerbaren Energieträgern. Wasserstoff kann in flüssiger Form analog zu LNG direkt transportiert werden, aber auch in chemisch gebundener Form, als Ammoniak, Methanol oder LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carriers).

„Viele Regionen in der Welt bereiten sich auf diese Form des Handels nachhaltig erzeugter Energieträger und Basischemikalien vor, was für Deutschland weitere Energiepartnerschaften jenseits der bisherigen fossilen Energiepartnerschaften ermöglicht“, sagt Professor Mario Ragwitz, Leiter der Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG. Auch für die deutsche Industrie impliziert die erwartete globale Wasserstoffnachfrage substanzielle Chancen. Auf Basis der Abschätzungen zur globalen installierten Elektrolyse-Kapazität von 3000 GW in 2050 wurde die mögliche Wertschöpfung für deutsche Hersteller bei Elektrolyse und Brennstoffzellen auf etwa 32 Milliarden Euro geschätzt.

Noch viele wichtige Aufgaben

Nach Ansicht der Forscher stehen vor allem folgende Themen für die Realisierung eines internationalen Energie-Handelssystems auf Basis von Wasserstoff im Vordergrund:

• Schaffung von langfristigen, investitionssicheren Regelwerken für eine politisch regulatorische Sicherheit
• weitere Investitionen in Forschung, um die Kosten zu reduzieren und die Langlebigkeit der Produkte zu erhöhen
• die Entwicklung von international harmonisierten und zertifizierten Standards für wasserstoffbasierte Energieträger und Chemikalien
• die Systemanalyse zur Gewinnung von Informationen über die zu erwartenden Geschäftsmodelle in den Gesamtketten
• Energiepartnerschaften mit Ländern mit hohen Ausbaupotenzialen für erneuerbare Energien, um eine langfristig attraktive Investitionsumgebung zu schaffen
• Internationale Forschungskooperationen.

18.3.2020 | Quelle: Fraunhofer ISE| solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH