Der letzte Sommer ist noch gut in Erinnerung. Die Sonne brannte richtig stark auf unseren Erdball. Doch in der Nacht wurde es deutlich kühler. Das Problem ist: trotz der starken Erwärmung können wir immer noch nicht die Sonnenenergie ausreichend gut speichern. Was zu tun ist, hat luckx – das magazin recherchiert.

Energieverschwendung?

Um den Klimawandel zu begegnen, benötigen wir viel nachhaltig erzeugte Energie. Doch das reicht nicht aus. Diese Energie muss auch gespeichert werden. Zwar gelingt es in geringem Umfang mit verschiedensten Batterien für eine Zeit lang. Doch bei uns in Mittel- und besonders in Nordeuropa benötigen wir ein langfristig vorhandenen Energiespeicher. Aufgrund des hohen Energiebedarfs unserer Industrie ist es mit Sonnenkollektoren, Windkraftanlagen und Wasserkraftwerken nicht getan. Somit kommen wir an dem Energiespeichermedium nicht vorbei. Wer nun meint: Na, ja, Wasserstoff benötigt viel zu viel Strom, um Wasser zu Wasserstoff vom Sauerstoff zu trennen, liegt richtig. Doch in wenigen Jahren werden wir soviel Strom auf Photovoltaikanlagen und Windkraftanlagen produzieren, das wir nicht wissen, wohin dahin. Schon heute werden Windkraftanlagen abgeschaltet, weil der von ihnen zu produzierende Strom nicht gespeichert werden kann.

So wird Europas Wirtschaft für die Klimatransformation künftig große Mengen an klimaneutralem Wasserstoff benötigen. Viele europäische Länder, darunter auch Deutschland, planen hohe Investitionen in die Entwicklung und in den Hochlauf der dafür benötigten Wasserstoff-Industrie. Eine neue Studie des Fraunhofer ISI, RIFS Potsdam und der Deutschen Energie-Agentur (dena) innerhalb des Forschungsprojekts HYPAT gibt fünf Empfehlungen an die EU und die Mitgliedstaaten und zeigt: Beim Verhältnis der aktuellen Investitionsmengen und bei den Potenzialen zur günstigen Wasserstoffherstellung der einzelnen europäischen Regionen besteht ein großes Ungleichgewicht. Und: Trotz aller Anstrengungen bei einer heimischen Herstellung wird Deutschland künftig ein Wasserstoff-Importland sein.

Wichtige Studienergebnisse

Wind- und sonnenreiche Länder mit hohem Potenzial für die Produktion von günstiger erneuerbarer Energie könnten künftig den europäischen Bedarf nach Wasserstoff weitgehend decken und den Wasserstoff in die europäischen Gegenden liefern, wo wirtschaftliche Potenziale im Vergleich zur künftig erwartbaren Nachfrage nicht ausreichend vorhanden sind, wie in Deutschland oder den Niederlanden. Doch die dort getätigten Investitionen sind aktuell im Vergleich zu Deutschland gering. Stärkere Kooperation auf EU-Ebene könnte helfen, die Investitionen in die richtige Richtung zu lenken. Die Studie vergleicht zwei Szenarien für verschiedene Anwendungsbreiten von Wasserstoff in Europa mit den regionalen Potenzialen für eine möglichst günstige Produktion von grünem Wasserstoff. Bei der Analyse fokussiert sich die Studie auf die Politikmaßnahmen der EU sowie auf Daten zur Förderung von Wasserstoffproduktion und -anwendungen in EU-Ländern. Fragen zur Infrastruktur (Lagerung und Transport) waren nicht Teil dieser Untersuchung.

Die Analyse zeigt, dass Europa seinen künftigen Wasserstoffbedarf zu wettbewerbsfähigen Preisen größtenteils aus heimischer Produktion decken könnte. Somit besteht die Chance, die europäische Industrie unabhängiger von Importen aus Drittstaaten zu machen. Laut Studie ist das technische Potenzial für die Produktion von erneuerbarem Strom in Europa (EU plus Norwegen, Schweiz und Großbritannien) im Jahr 2050 bei Kosten von bis zu 40 Euro pro MWh selbst bei breiter Anwendung von Wasserstoff hoch genug, um die gesamte Elektrizitätsnachfrage einschließlich der Elektrizitätsnachfrage zur Wasserstoffherstellung zu decken.

Besonders Regionen mit hohem Potenzial für Solar- und Windenergie wären bei der Wasserstoffproduktion von zentraler Bedeutung. Die größten Potenziale für die Produktion von erneuerbarer Energie im Jahr 2050 haben hier Norwegen (über 1900 TWh), Spanien (über 1760 TWh), Frankreich (über 1700 TWh). Diese Staaten haben selbst bei starker heimischer Nutzung von Wasserstoff mehr Potenzial als sie selbst für ihre eigene Nachfrage benötigen würden. Länder mit höherem Bedarf als eigenem Potenzial, also einem Defizit, müssen den benötigten Wasserstoff importieren.

Deutschland auf Wasserstoffimporte angewiesen

Frankreich plant aktuell sechseinhalb Gigawatt Elektrolyse-Kapazität bis 2030, Spanien erhöhte sein Ausbauziel erst kürzlich von vier Gigawatt auf elf Gigawatt und nimmt somit aktuell den Spitzenplatz in Europa ein. Die nationale Wasserstoffstrategie der deutschen Bundesregierung sieht bis 2030 eine Elektrolyse-Kapazität zur Herstellung von Wasserstoff in Höhe von zehn Gigawatt vor. Trotz dieser Ziele wird Deutschland seinen Bedarf nicht allein decken können. Das deutsche Potenzial für den Ausbau erneuerbarer Energien ist laut der Studie nicht einmal halb so groß wie die künftige Nachfrage. Im Jahr 2050 könnte Deutschland innerhalb der EU das Defizitland mit der größten absoluten Versorgungslücke sein: Hier würden sogar bei geringer Anwendungsbreite über 550 TWh an erneuerbarer Energie fehlen, so die Forschenden (siehe Grafik). Fazit: Deutschland ist langfristig auf Importe von Energie und Wasserstoff angewiesen, um die heimische Wirtschaft zu versorgen. Weitere Länder mit größeren Versorgungslücken sind die Niederlande, Belgien, und Tschechien. Fortsetzung hier.