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Wasserstoff

Wasserstoff

Wasserstoff ist für die Erreichung der Klimaschutzziele bis 2045 unverzichtbar. Als Speicher für Strom aus erneuerbaren Energien-Anlagen, als Kraftstoff oder in der Industrie kommt er immer dort zum Einsatz, wo eine direkte Nutzung von erneuerbaren Energien nicht möglich ist. Das Potenzial ist groß: Ein Viertel der aktuellen CO2-Emissionen in Nordrhein-Westfalen kann allein durch Wasserstoff eingespart werden.

In vielen Fällen können CO2-Emissionen durch die direkte Nutzung erneuerbaren Stroms sinnvoll eingespart werden, zum Beispiel durch batterieelektrische Autos oder Wärmepumpen. CO2-Einsparungen sind durch den direkten Einsatz von erneuerbarem Strom aber nicht in allen Fällen technisch möglich bzw. wirtschaftlich sinnvoll. Genau an dieser Stelle kommen Wasserstoff (H2) und synthetische Gase oder Flüssigkraftstoffe ins Spiel. Insbesondere in der Industrie werden in Zukunft große Mengen an Wasserstoff benötigt, sowohl als Energieträger für Hochtemperaturprozesse als auch als Rohstoff, z.B. für die Stahl- und Chemieindustrie. Und auch andere Sektoren wie die Mobilität oder der Energie- und Wärmesektor setzen vermehrt auf wasserstoffbasierte Anwendungen.

Wachsender Bedarf

Zahlreiche Studien belegen, dass Wasserstoff für ein klimaneutrales Deutschland eine tragende Rolle spielt. Die Bandbreiten reichen dabei je nach Szenario von 250 bis 800 Terawattstunden (TWh) Wasserstoffbedarf pro Jahr in Deutschland. Insbesondere für eine im internationalen Wettbewerb stehende energieintensive Industrie bedarf es großer Mengen, die verlässlich und zu global wettbewerbsfähigen Preisen bereitgestellt werden müssen, um den Industrie- und Wirtschaftsstandort zukunftsfähig auszurichten. Für Nordrhein-Westfalen rechnen wir bis 2050 mit einem Wasserstoffbedarf von 170 TWh pro Jahr. Die NRW-Industrie wird einen Großteil des Wasserstoffs für die klimaneutrale Produktion benötigen. Da die Kapazitäten zum Ausbau der erneuerbaren Energien begrenzt sind, setzt das Land auf Importe: Neben der Wasserstoffherstellung in NRW, benötigen wir H2 aus anderen Regionen, um den Bedarf unseres Industriestandorts zu decken.

Wirtschaftliche Chancen nutzen

Wasserstoff trägt maßgeblich dazu bei, die Treibhausgasemissionen zu reduzieren, bietet für Nordrhein-Westfalen aber auch immense wirtschaftliche Potenziale. Laut einer im Auftrag des Wirtschaftsministeriums erstellten Studie können durch den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft bis zu 130.000 neue Arbeitsplätze und zusätzliche Wertschöpfung in Nordrhein-Westfalen entstehen. Die Chancen ergeben sich aus der Vielfalt der mit Wasserstoff verbundenen Technologien, die entwickelt und in neuen Produkten eingesetzt werden müssen. Dabei geht es nicht nur um Elektrolyseure und Brennstoffzellen, sondern auch um wasserstoffkompatible Drucktanks, Kompressoren, Gasturbinen, Pipelines, Ventile, Sensoren, usw. Hieraus können sich neue Märkte und Exportchancen für Nordrhein-Westfalen entwickeln. Aber auch die Sicherung der energieintensiven Industrie wird von der Entwicklung einer Wasserstoffwirtschaft abhängen.

Roadmap zeigt Wege in die H2-Zukunft auf

Richtig und konsequent eingesetzt, entsteht durch den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft eine Win-Win-Situation für Klimaschutz und Wirtschaftswachstum in Nordrhein-Westfalen. Aufbauend auf schon gestarteten Pilotvorhaben sollen in den nächsten Jahren die ersten Großanlagen in der Industrie in Betrieb genommen, Elektrolyseure im Gigawattmaßstab aufgebaut und auch die ersten großen Fahrzeugflotten auf Wasserstoff umgestellt werden. Auch der Aufbau einer grenzüberschreitenden und internationalen Infrastruktur wird von zentraler Bedeutung sein, da der Großteil des Wasserstoffs nach Nordrhein-Westfalen importiert werden muss, um den immensen Bedarf insbesondere der Industrie decken zu können. Sämtliche Ziele und Schritte für den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft hat das Wirtschaftsministerium Ende 2020 in der Wasserstoff Roadmap Nordrhein-Westfalen zusammengefasst.

Wasserstoffkarte NRW

Die Zahl der Wasserstoff-Projekte und Initiativen ist in den vergangenen Jahren stark gewachsen. Um dabei stets einen guten Überblick zu behalten, hat das Land Nordrhein-Westfalen eine interaktive Wasserstoffkarte erarbeitet. Interessierte können sich durch mehr als 300 Innovationsprojekte, Cluster und Forschungseinrichtungen in ganz Nordrhein-Westfalen klicken.

Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft Umsetzung ist gestartet

Der Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft nimmt Fahrt auf, auch mit Unterstützung des Landes Nordrhein-Westfalen, das zahlreiche Machbarkeitsstudien und Projekte unterstützt. Dazu zählen unter anderem:

  • H2UB: Mit dem auf fünf Jahre angesetzten Projekt soll ein europaweit wirkendes Innovations-Netzwerk geschaffen werden. Der H2UB verbindet Start-ups mit etablierten Unternehmen und Forschungseinrichtungen, von NRW aus in Deutschland und Europa. Das Land fördert das 9,5 Millionen Euro schwere Vorhaben mit 4,5 Millionen Euro .
    www.h2ub.com
  • tkH2steel®: Bei tkH2steel® handelt es sich um ein so genanntes Important Project of Common European Interest (IPCEI), also ein Großprojekt von europäischer Relevanz. Durch die Teil-Umrüstung des größten europäischen Stahlhüttenwerks und die Umstellung der Fertigung auf Wasserstoff können jährlich bis zu 3,5 Millionen Tonnen CO2-Emissionen eingespart werden. Das Unternehmen plant hierfür Investitionen von knapp drei Milliarden Euro. Das Bundeswirtschaftsministerium und das Wirtschafts- und Klimaschutzministerium NRW unterstützen das Vorhaben mit knapp 2 Milliarden Euro. 
    https://www.thyssenkrupp-steel.com/de/unternehmen/nachhaltigkeit/klimastrategie/klimastrategie.html 
  • ELEFACT: Die Enapter GmbH und die Fachhochschule Münster (FH Münster) arbeiten in ihrem Projekt ELEFACT an wesentlichen Stellschrauben, die den Markthochlauf von Wasserstoff beschleunigen können. Das Projektteam strebt die automatisierte Massenfertigung von sogenannten AEM-Elektrolyseuren an, was die Anlagenkosten senkt - und den Wasserstoff günstiger macht. Das Land fördert das Projekt mit 12,5 Millionen Euro bei Gesamtausgaben von 21,8 Millionen Euro.
    Erfolge: Projekt ELEFACT - Energieforschung.NRW
  • COSiMa: Im Rahmen des Projekts COSiMa – CO2-neutraler Industriestandort Herzogenrath soll Europas erste industrielle treibhausgasneutrale Glasproduktion entstehen. Das Land Nordrhein-Westfalen unterstützt das Vorhaben im Rahmen der Initiative IN4climate.NRW mit rund 3,6 Millionen Euro bei Gesamtausgaben von 5,5 Millionen Euro. https://www.saint-gobain-glass.de/de/klimaprojektfoerderung 
  • Green-NH3: Das Projekt „Green-NH3 – CO2-neutraler Kessel“ erforscht die Nutzung von Ammoniak in Industriekesseln. Dazu gehören die Entwicklung eines schadstoffarmen Verbrennungssystems und die Übertragung der Ergebnisse auf reale Anlagen. Grüner Ammoniak wird mithilfe von erneuerbarem Strom, Wasserstoff und Stickstoff hergestellt. Das Gas- und Wärme-Institut Essen e.V. (GWI) sowie die Saacke GmbH (Bremen) betreiben das 870.000 Euro schwere Projekt, welches vom Land NRW mit 800.000 Euro unterstützt wird. https://www.bfi.de/de/projekte/h2-ziegel-energieeffizienz-und-emissionsreduzierung-einsatz-von-wasserstoff-in-der-ziegelindustrie/ 
  • H2-Ziegel: Die Ziegelindustrie arbeitet aktuell mit fossilem Erdgas als Wärmequelle. Das Projekt H2-Ziegel erforscht den Austausch von Erdgas durch Wasserstoff oder dessen Zumischung in den Brennprozess, ohne komplette Ofenanlagen neuinstallieren zu müssen. Forschende untersuchen, wie der Brennstoffwechsel die Produktionsbedingungen, den Brennprozess und den Energiehaushalt verändern. Das Land NRW unterstützt das Projekt mit 1,9 Millionen Euro bei Gesamtausgaben von ca. 2,6 Millionen Euro.