Mit Wasserstoff zur Energiewende: Dezentral erzeugter grüner Wasserstoff macht Industriestandorte resilienter

Jetzt lesen wir es schwarz auf weiß: Die Nutzung von grünem Wasserstoff ist ökologisch und ökonomisch sinnvoll. Wasserstoff, der mit Hilfe regenerativer Energien gewonnen wird, lässt sich für verschiedene industrielle Prozesse nutzen, die Herstellung ist klimaneutral und – sie verringert die Abhängigkeit von Gasimporten. Wasserstoff hat das Potenzial, den Energiebedarf von Industrie und Schwerverkehr regional zu decken. Soweit eine Studie des Fraunhofer IPA, die jetzt veröffentlicht wurde.

In der Studie »Industrielle Wasserstoff-Hubs in Baden-Württemberg« – kurz I-H2-Hub-BW – hat Dr.-Ing. Jürgen Henke vom Fraunhofer IPA zusammen mit seinem Team eine Fülle von Daten zusammengetragen und ausgewertet. Sie lassen sich in einem Satz zusammenfassen: Dezentrale Wasserstofferzeugung und Nutzung zahlt sich aus, wenn man die Verteilerzentren, englisch Hubs, richtig platziert.

Verfügbarkeit von Ökostrom

Entsprechend war das Ziel der Studie, Kriterien für die Standortauswahl zu erarbeiten. Zunächst muss Ökostrom hinreichend vorhanden sein. Dieser soll vor Ort mit Photovoltaik, Wind- oder Wasserkraft gewonnen werden. Mit dem Ökostrom wird in den Hubs durch Elektrolyse grüner Wasserstoff gewonnen. Dabei spalten sogenannte Elektrolyseure Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O) auf.

Verbrauch in der Umgebung

Um Transportkosten zu vermeiden, müssen die Hubs möglichst nahe bei den Verbrauchern stehen. Daher ist der Bedarf der ortsansässigen Industrie an Prozesswärme, Hochtemperaturprozessen und Wasserstoffgas, beispielsweise für die Herstellung von Stickstoffdünger das nächste wichtige Kriterium für die Standortwahl. Entscheidend ist auch die Infrastruktur. Standorte befinden sich bevorzugt in der Nähe stark befahrener Straßen mit Lkw-Betriebshöfen, an denen Wasserstoff-Tankstellen eingerichtet werden können.

Mögliche Standorte in BW: Metropolregion Rhein-Neckar und Großraum Karlsruhe

Mit Hilfe der Standort-Kriterien konnten in Baden-Württemberg mögliche Standorte identifiziert werden – allen voran die Metropolregion Rhein-Neckar sowie den Großraum Karlsruhe. Die Gewinnung der regenerativen Energie sei hier kein Problem, betonen die Verfasser im Hinblick auf das sonnenreichste Bundesland. Die Freiflächen entlang der Bundestraßen und Autobahnen und die Dächer der Industriebetriebe böten genügend Platz für Photovoltaik. Zu den Abnehmern für den grünen Wasserstoff zählen in den Modellregionen Logistikunternehmen, die große Lkw-Flotten betreiben, chemische Industriebetriebe und Papierfabriken. Sie könnten das Gas direkt oder indirekt für ihre Prozesse nutzen.

Investitionen rentieren sich nach wenigen Jahren

Mit regional erzeugtem grünem Wasserstoff lassen sich innerhalb von zehn Jahren 30 Prozent der fossilen Energie ersetzen, so die Studie, und das nur bei Nutzung der landeseigenen Freiflächen. Die Investitionen würden sich also innerhalb weniger Jahre amortisieren. Wenn die Gaspreise weiter steigen, wie es durch den Ukrainekrieg derzeit der Fall ist, geht es noch schneller. Außerdem werden die Kosten für die Elektrolyseure künftig noch deutlich sinken. Sie werden bisher noch nicht in Groß-Serie hergestellt. D. h. durch eine optimierte Produktion wird der Aufbau von Wasserstoff-Hubs noch schneller rentabel.

Im Diagramm sind die Änderungen durch die aktuellen Preise für Energieträger – im Unterschied zu den der Modellrechnung zugrundeliegenden Preise vom Q1/2022 – dargestellt. Es zeigt die Prognose für die Jahre 2030 bis 2035 für den Hub Karlsruhe (Ersatz von ca. 30 % der fossilen Energieträger durch selbsterzeugten, grünen Wasserstoff. Dieser würde nur über Photovoltaik auf den Randstreifen der Bundesautobahnen und Bundesstraßen gewonnen).

Für eine größere Resilienz, für eine saubere Umwelt und ein besseres Klima

Das dieser Studie zugrunde liegende Vorhaben wurde mit Mitteln des Ministeriums für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft des Landes Baden-Württemberg unter dem Förderkennzeichen BW L75 20139 (BWPLUS, Programm Lebensgrundlage Umwelt und ihre Sicherung) gefördert.

Von der dezentralen Versorgung mit grünem Wasserstoff würden alle profitieren. Die Unternehmen würden unabhängiger von krisenbedingten Preissteigerungen und Engpässen bei der Energieversorgung – könnten insofern ihre Resilienz steigern; Arbeitsplätze würden damit sicherer. Die Luft würde besser, weil weniger oder keine fossilen Rohstoffe mehr verbrannt würden und auch die Emission von Treibhausgasen würde verringert.

In der Studie wurden zwar nur Standorte innerhalb Baden-Württembergs untersucht. Die Methodik, die die Verfasser entwickelt haben, lässt sich auf jedes andere Bundesland und jede andere Region Europas übertragen.

Wenn Sie mehr wissen wollen, kontaktieren Sie uns und laden Sie die Studie herunter!

Redakteur am Fraunhofer IPA, wandert gerne, genießt seit ein paar Jahren das Landleben. Ich halte die Biologische Transformation für eine der spannendsten gegenwärtigen Themen. Mit ihr lassen sich Antworten auf die Frage finden, wie wir verantwortungsbewusst mit unseren endlichen Ressourcen umgehen und trotzdem gut leben können. Ich freue mich, mit unserem Blog die Biologische Transformation zu unterstützen und einfach, mit dabei zu sein.

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