Klimaschutz- und Energieagentur Niedersachsen

Ein Haupteinsatzzweck von Wasserstoff wird zukünftig seine Funktion als Energiespeicher im Stromsystem sein: trotz des erheblichen Ausbaus der erneuerbaren Energien wird es Zeiten geben, in denen nicht genug erneuerbarer Strom zur Verfügung stehen wird. Dann können wasserstofffähige Gaskraftwerke die fluktuierenden erneuerbaren Energien ergänzen und aus Wasserstoff wieder Strom herstellen. Umgekehrt wird mit erneuerbarem Strom Wasserstoff erzeugt, wenn Wind- und Solaranlagen mehr Strom produzieren als gebraucht wird. 2024 hatte die Bundesregierung mit der Kraftwerksstrategie einen Weg aufgezeigt, um den Ausbau wasserstofffähiger Kraftwerke sicherzustellen. Um diese zeitnah anzugehen, muss die kommende Bundesregierung das Kraftwerkssicherheitsgesetz verabschieden.

Zur Stabilisierung des Stromsystems werden große Mengen von klimafreundlichem Wasserstoff gebraucht. Sie werden, genau wie heute Erdgas, in unterirdischen Kavernen gespeichert und beispielsweise bei Dunkelflauten, wenn also wenig Sonne scheint und wenig Wind weht, rückverstromt. Im Rahmen von Projekten wie H2Cast wurde erfolgreich nachgewiesen, dass bestehende Erdgasspeicherkavernen zur Wasserstoffspeicherung geeignet sind. Aufgrund der noch mehrere Jahre bestehenden Abhängigkeit von Erdgas ist es ebenfalls zusätzlich erforderlich, neue Kavernen für die Wasserstoffspeicherung auszusolen.

Große Wasserstoffmengen werden zukünftig für industrielle Prozesse gebraucht. In der Chemieindustrie, in der grauer Wasserstoff durch grünen Wasserstoff substituiert werden muss, kommt dieser bspw. als Grundstoff für Ammoniak zur Düngemittelproduktion oder in der Kunststoffherstellung zum Einsatz. In der Stahlindustrie wird über die Direktreduktion von Eisenerz mittels Wasserstoff eine klimafreundliche Alternative zur konventionellen Hochofenroute geschaffen. Und auch für die Bereitstellung von Prozesswärme kann Wasserstoff in Hochtemperaturanwendungen zum Einsatz kommen. Weiterführende Informationen dazu finden Sie in den KEAN-Faktenblättern.

Wasserstoff kann auch als Energieträger im Mobilitätsbereich dienen. Vorwiegend kommen hier Anwendungen in Frage, die schwierig zu elektrifizieren sind. Das sind insbesondere der Luftverkehr, die Schifffahrt und der Langstrecken-Schwerlastverkehr.  Im Luftverkehr wird wasserstoffbasiertes E-Kerosin die Hauptrolle spielen, in der Schifffahrt werden Wasserstoffderivate wie Methanol und Ammoniak zum Einsatz kommen. Unter Klimaschutzgesichtspunkten ist der CO₂-Vermeidungshebel zu berücksichtigen. Beispielsweise können bei der Stahlherstellung durch 1to. Wasserstoff 25to. CO₂ und im Mobilitätsbereich lediglich 7,6to CO₂ eingespart werden. Die Verwendung von wasserstoffbasierten synthetischen Kraftstoffen im PKW-Bereich erscheint aus heutiger Sicht sowohl energetisch als auch wirtschaftlich nicht sinnvoll. 

Bei der Gebäudebeheizung wird der direkte Einsatz von Wasserstoff insbesondere zur Abdeckung von Spitzenlasten in Wärmenetzen gebraucht. Die zukünftige Beheizung von Privathaushalten mit Wasserstoff wird nach heutigem Stand eine Nischenanwendung bleiben, da sie unmittelbar von der Entwicklung der Kosten und der Verfügbarkeit von Wasserstoff abhängt. Darüber hinaus kann die Abwärme bei der Elektrolyse als zusätzliche Wärmequelle genutzt werden. Mehr zu Wärme in Gebäuden.