Solaranlage Solar Jama in der Atacama-Wüste in Chile

Grüner Wasserstoff und Power-to-X

Der weltweite Energie­ver­brauch wird bis 2050 um 50 Prozent steigen, in Ent­wick­lungs- und Schwellen­ländern sogar um 70 Prozent. Für eine er­folg­reiche Energie­wende und das Er­reichen der inter­na­tio­nalen Klima­ziele ist des­halb grüner Wasser­stoff un­ver­zicht­bar. Daraus lassen sich unter anderem klima­neutrale Kraft- und Brenn­stoffe her­stellen, die so­ge­nannten Power-to-X-Folge­produkte (PtX). Grüner Wasser­stoff dient zudem als Energie­speicher. Damit ist grüner Wasser­stoff ein Schlüssel­roh­stoff für eine er­folg­reiche Energiewende.

Grüner Wasserstoff und Power-to-X-Folgeprodukte – so funktioniert's

In einem als Elektrolyse bekannten Verfahren wird Wasser unter Zuführung von nachhaltig erzeugtem Strom in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Der Wasserstoff kann dann durch die Zugabe von Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Luft entweder zu einem klimaneutralen Brenngas (Power-to-Gas) oder synthetischen Kraftstoff (Power-to-Liquid) umgewandelt werden. Grüner Wasserstoff und PtX-Folgeprodukte können einen entscheidenden Beitrag dazu leisten, den CO2-Ausstoß von schwer elektrifizierbaren Branchen wie der Flug- und Seefahrt zu reduzieren. Weitere Anwendungsgebiete ergeben sich in emissionsreichen Branchen, wie zum Beispiel der Stahl- oder Chemieindustrie. 

Grüner Wasserstoff und PtX als wirt­schaft­liche Chance für Partnerländer des BMZ

Für die Herstellung von grünem Wasserstoff und PtX-Produkten werden große Mengen an regenerativ erzeugtem Strom benötigt. Der zukünftige Bedarf Deutschlands an klimaneutralen Kraftstoffen und Brenngasen kann jedoch nicht aus den hier bestehenden erneuerbaren Energiequellen gedeckt werden. Deshalb wird Deutschland mittel- und langfristig auf den Import von PtX-Produkten angewiesen sein.

Siehe auch

Das Bundes­minis­terium für wirt­schaft­liche Zu­sam­men­arbeit und Ent­wick­lung (BMZ) setzt auf grünen Wasserstoff als Chance für die Partner­länder der deutschen Ent­wick­lungs­zu­sam­men­arbeit. Die Her­stellung von grünem Wasserstoff und PtX-Folge­produkten bietet insbesondere Ent­wick­lungs- und Schwellen­ländern mit reichen Vor­kommen an erneuerbaren Energien neue Chancen für wirt­schaftliche Entwicklung. Es steigert die lokale Wert­schöpfung und Di­ver­si­fi­zierung der Wirt­schafts­struktur und leistet einen Beitrag zur Energie­sicher­heit und Schaffung von Arbeits­plätzen, auch für junge Menschen. Die Stand­orte werden zusammen mit den Partner­ländern ausgewählt.

Gleichzeitig bedeutet der Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft vielfältige Chancen für den Anschub eines Transformationsprozesses zu einer nachhaltigen Energieversorgung vor Ort. Für die Zusammenarbeit gilt: Das BMZ fördert nur grünen Wasserstoff, keinen Wasserstoff aus fossiler Energie.

Eine Ausbildungsklasse im ProAndres Trainingszentrum für die Ausbildung zum Solar-Techniker in Santiago de Chile

Eine Ausbildungsklasse im ProAndres Trainingszentrum für die Ausbildung zum Solar-Techniker in Santiago de Chile

Eine Ausbildungsklasse im ProAndres Trainingszentrum für die Ausbildung zum Solar-Techniker in Santiago de Chile

Nationale Wasserstoffstrategie – Deutschland als Vorreiter im Bereich grüner Wasserstoff

Neben der Bereitstellung des erforderlichen Stroms aus regenerativen Quellen ist der Markthochlauf für PtX-Produkte eine der aktuellen Herausforderungen. Eine Weiterentwicklung der entsprechenden Technologien und insbesondere Skaleneffekte bei der Produktion können gemeinsam mit smarter Regulierung zu einer erheblichen Kostensenkung und somit einem Anstieg der Nachfrage führen.

Hier ergeben sich große Chancen für deutsche Unternehmen im Bau und Betrieb entsprechender "grüner Raffinerien", die mit ihren Technologien und Kompetenzen eine Vorreiterrolle auf dem Gebiet der Wasserstofftechnologien einnehmen können. Um diese industriepolitische Chance zu nutzen und Deutschland als Pionier im Bereich grüner Wasserstoff zu positionieren, hat die Bundesregierung eine  Nationale Wasserstoffstrategie (PDF 1 MB) (Externer Link) sowie einen Aktionsplan erarbeitet. Ziel der Strategie ist es, bezahlbaren klimaneutralen Wasserstoff zu fördern und Deutschland zum weltweiten Ausrüster modernster Wasserstofftechnik zu machen. In Partnerländer sollen Pilotvorhaben zur Produktion von grünem Wasserstoff umgesetzt werden.

Zusätzlich erstellt das BMZ "Potenzialatlanten Grüner Wasserstoff", um die Potenziale zur Erzeugung von grünem Wasserstoff in unseren Partnerländern darzustellen und die Chancen für eine nachhaltige Entwicklung des afrikanischen Kontinents aufzuzeigen.

Solarkraftwerk in einer Wüste

Solarkraftwerk in einer Wüste

Solarkraftwerk in einer Wüste

Entwicklung eines PtX-Angebots – BMZ plant den Bau einer Referenzanlage

Im Rahmen der Nationalen Wasserstoffstrategie hat das BMZ mit Marokko eine "Allianz zur Entwicklung des Power-to-X-Sektors" vereinbart. Marokko ist ein Reformpartnerland des BMZ und gehört zu den Vorreitern bei erneuerbaren Energien in Afrika. In Ouarzazate wurde bereits mit deutscher Unterstützung eines der größten Solarkraftwerke der Welt errichtet. Es versorgt 1,3 Millionen Menschen mit sauberem Strom.

Im ersten Schritt geht es bei der Partnerschaft mit Marokko um den Aufbau der ersten in Afrika entstehenden industriellen Anlage für grünen Wasserstoff und dessen Folgeprodukte. Ziel ist die Herstellung von rund 100 Megawatt Elektrolyseleistung. Die Referenzanlage soll demonstrieren, dass eine wettbewerbsfähige Produktion von PtX-Produkten in den Partnerländern der deutschen Entwicklungszusammenarbeit möglich ist. Bei Inbetriebnahme legt das BMZ größten Wert auf einen nachhaltigen Einsatz benötigter Energie- und Wasserressourcen und die Vermeidung von Nutzungskonkurrenzen mit der lokalen Bevölkerung. Es ist daher vorgesehen, dass im Zuge der Umsetzung dieses Projekts der Ausbau der Energieversorgung, die Erschließung nachhaltiger Wasserressourcen sowie Ausbildungsmaßnahmen sichergestellt werden.

Unternehmensallianz Energie

Der Markthochlauf erfordert die Expertise und Innovationskraft der Privatwirtschaft. Um die Technologien und Kompetenzen deutscher Unternehmen rund um Wasserstoff und PtX frühzeitig in die Planung des Ministeriums einzubinden hat das BMZ im Jahr 2019 die Unternehmensallianz Energie ins Leben gerufen. Die Allianz besteht aus Unternehmen und Verbänden aus der PtX-Wertschöpfungskette – vom Anlagenbau, Betreiberunternehmen, Logistikern bis hin zu potenziellen Endabnehmern.

Ziel der Unternehmensallianz ist die Einbindung der Wirtschaft in die Aktivitäten des BMZ, beispielsweise um PtX-Projekte in den Partnerländern anzustoßen. Hierfür werden unter anderem Marktstudien zur erwarteten Entwicklung konkreter Geschäftsszenarien erstellt. Darüber hinaus dienen regelmäßigen Treffen mit den beteiligten Unternehmen der Unternehmensallianz Energie zum Austausch zu fachlichen Fragen im Rahmen der PtX-Wertschöpfungskette. 

Aktivitäten weiterer Ressorts

Um PtX-Produkte möglichst bald marktfähig zu machen arbeiten die beteiligten Bundesministerien entsprechend ihrer Zuständigkeiten zusammen. Während die Initiativen auf der Angebotsseite (Herstellung von grünem Wasserstoff in Partnerländern) durch das BMZ koordiniert werden sind auf der Nachfrageseite (Absatzmärkte für PtX-Produkte in Deutschland) vor allem das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) und das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) zuständig. Darüber hinaus werden für Forschungs- und Demonstrationszwecke Pilotanlagen und Reallabore in Deutschland durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) umgesetzt. 

Das BMU plant über das Aktionsprogramm Power-to-X (Externer Link)ein PtX-Sekretariat, welches die Umsetzung von Demonstrationsprojekten in Partnerländern vorantreiben und Wissensaustausch über ein internationales Power-to-X-Netzwerk sicherstellen soll.

Das BMBF plant die Erstellung mehrerer Studien (Externer Link) sowie Forschungs-Partnerschaften zum Wissensaustausch mit internationalen Partnern rund um das Thema Wasserstoff.