Neue Studie zeigt, wie grüner Wasserstoff durch flexible Produktion sinnvoll eingesetzt werden kann

18. Oktober 2023 | Wasserstoff sollte vor allem dann produziert werden, wenn viel grüner Strom verfügbar ist, um zusätzliche CO2-Emissionen im Stromsystem zu vermeiden. So produzierte H2-Mengen lassen sich in sinnvollen Anwendungsbereichen zeitlich flexibel einsetzen. Ein konsequenter Ausbau der erneuerbaren Energien ist entscheidend für eine klimafreundliche Produktion von grünem Wasserstoff. Zu diesen Ergebnissen kommt eine aktuelle Studie des Reiner Lemoine Instituts im Auftrag der Ökoenergiegenossenschaft Green Planet Energy.

Grüner Wasserstoff ist ein zentraler Baustein der Energiewende. Er kann anstelle kohlenstoffhaltiger fossiler Energieträger wie Kohle oder Erdgas als Roh- und Brennstoff verwendet werden. Die Studienergebnisse zeigen, dass zum Beispiel Stahlproduktion sowie Flugverkehr zu den künftigen sinnvollen Einsatzgebieten gehören, weil dort nachhaltige Alternativen als Ersatz fehlen. Um die Klimaziele der Bundesregierung zu erreichen, sollen diese Bereiche, soweit es geht, dekarbonisiert, also von ihrer Abhängigkeit von kohlenstoffhaltigen Energieträgern befreit werden. Besonders klimaschonend lässt sich grüner Wasserstoff herstellen, wenn die für die Produktion nötigen Elektrolyseure möglichst flexibel eingesetzt werden.

Eine flexible Fahrweise bei Elektrolyseuren bedeutet, dass diese insbesondere dann Wasserstoff produzieren, wenn besonders viel günstiger grüner Strom im Netz verfügbar ist. Bei inflexibler Fahrweise hingegen laufen Elektrolyseure möglichst viele Stunden im Jahr. Auf Grund des bislang hohen fossilen Anteils im deutschen Strommix entstehen im Gesamtstromsystem viele Emissionen.

Die Ergebnisse der Studie zeigen, wie Emissionen bei der Produktion von Wasserstoff vermieden werden können. Der zügige Ausbau von erneuerbaren Energien und eine flexible Fahrweise sind notwendig, um so wenig Emissionen wie möglich zu verursachen. Der flexibel erzeugte grüne Wasserstoff kann zeitnah und systematisch in Anwendungsbereichen eingesetzt werden, die H2 bereits zeitlich flexibel nutzen können. Beispiele hierfür sind die Grundstoffchemie und eine Beimischung ins Gasnetz, die unter anderem eine Nutzung in der Raumwärme ermöglicht.

Bei der Nutzung von Wasserstoff als Ersatz für fossiles Erdgas im Heizungsbereich ist jedoch darauf zu achten, dass dessen Einsatz die Wärmewende nicht zu Lasten effizienterer Wärmepumpen verzögern darf. „Damit Wasserstoff der Energiewende hilft, muss er klimafreundlich hergestellt werden. Nur dann werden Emissionen wirklich reduziert. Für 2030 zeigen unsere Berechnungen für Deutschland bei vorwiegend flexibler Fahrweise von Elektrolyseuren ein Erzeugungspotenzial von grünem Wasserstoff von bis zu 33 TWh. Der Bedarf liegt mit 133 TWh höher. Flexibilität und sinnvoller Einsatz sind bei Wasserstoffanwendung und -produktion wichtig für einen effizienten und emissionsarmen Wasserstoffhochlauf“, erklärt Kathrin Goldammer, Geschäftsführerin des Reiner Lemoine Instituts.

Wenn die Ausbauziele der Bundesregierung für erneuerbare Energien verfehlt werden und zugleich Elektrolyseure inflexibel fahren, steigen die klimaschädlichen Emissionen um fast neun Prozent, legen die Studienautor:innen dar. „Die flexible Fahrweise beim Betrieb von Elektrolyseuren mit wenigen Volllaststunden ist die entscheidende Stellschraube in der Transformationsphase, denn bereits in den frühen Phasen auf dem Weg zur Klimaneutralität im Jahr 2045 sollten wir Emissionen so weit wie möglich vermeiden“, betont Carolin Dähling, Leiterin Politik und Kommunikation bei Green Planet Energy. Grüner Wasserstoff solle langfristig ausschließlich dort eingesetzt werden, wo es keine Alternativen gibt.

Darüber hinaus verdeutliche die Studie den Handlungsbedarf für die nationale Wasserstoffstrategie: „Die Bundesregierung muss sicherstellen, dass die Wasserstoffproduktion auch tatsächlich mit dem Ausbau und der wachsenden Stromproduktion aus erneuerbaren Energien synchronisiert wird. Nur dann erfüllt sich das Versprechen von Wasserstoff als Hoffnungsträger der Energiewende”, so Dähling. Dazu brauche es unter anderem strenge Nachweiskriterien für grünen Wasserstoff: „Zu lasche Vorgaben würden zu Intransparenz führen und damit Greenwashing ermöglichen.”

Die komplette Studie zum Download steht hier zur Verfügung.

Eine Kurzfassung der Studie zum Download steht hier zur Verfügung.

Weitere Informationen
Die Green Planet Energy eG, 1999 von der Umweltschutzorganisation Greenpeace e.V. gegründet, versorgt mehr als 200.000 Haushalte und Geschäftskund:innen mit innovativen Ökostrom- und Gasprodukten. Die Ökoenergiegenossenschaft mit mehr als 35.000 Mitgliedern arbeitet politisch für die Energiewende und setzt mit ihren beiden Tochtergesellschaften Green Planet Projects GmbH und Green Planet Solutions GmbH & Co. KG Windkraft-, Solarenergie-, Mieterstrom- und Wärmeprojekte sowie Projekte zur Produktion von grünem Wasserstoff (Windgas) um.

Die Reiner Lemoine Institut gGmbH ist ein unabhängiges, gemeinnütziges Forschungsinstitut, das sich seit mehr als zehn Jahren für eine Zukunft mit 100 Prozent erneuerbaren Energien einsetzt. In den Bereichen Transformation von Energiesystemen, Mobilität mit Erneuerbaren Energien und Off-Grid Systems forschen seine Wissenschaftler:innen anwendungsorientiert mit dem Ziel, die langfristige Umstellung der Energieversorgung auf erneuerbare Energien faktenbasiert zu unterstützen.

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