Wasserstoff und die Wärmewende – Teil 5: Wasserstoff – zukunftsgestaltend und vielversprechend

In einer fünfteiligen Serie zum Thema Wasserstoff behandelt der Autor Manfred Hoppe den Wasserstoff im Rahmen der Wärmewende. Im fünften und letzten Teil zieht der Autor ein Fazit aus der Betrachtung. Demnach wird die Wärmewende gelingen, die Energiewende sich aber schwertun. Denn was (bisher) vollkommen fehlt, ist die Perspektive für die übergeordnete Wasserstoffwirtschaft.

1. Zum Stand der Energie- und Wärmewende – Erfahrungen und Erkenntnisse

Deutschland ist seit Jahren bemüht, klimaneutral zu werden. Anders als in vielen Ländern der Welt erfolgte diese Entscheidung mit der Festlegung auf grünen Strom aus Sonne und Wind. Darauf wird eingegangen, um dann den bisherigen Verlauf sowie noch erforderliche Schritte zum Erreichen der Wärme- und Energiewende aufzuzeigen.

Dabei wird deutlich, dass mit der nicht zu umgehenden Notwendigkeit umfänglicher Back-up-Maßnahmen zunehmend Wasserstoff erforderlich wird und das Mit- und Nebeneinander von grünem Strom und grünem Wasserstoff noch auszubalancieren ist.

Grüner Strom und der All-Electric-Ansatz

Erneuerbar Strom herzustellen, klingt vielversprechend. Die Natur stellt dafür Sonne und Wind zur Verfügung. Gelingt die Produktion von Strom im erforderlichen Umfang, kann sowohl die Abhängigkeit von Erdöl und Erdgas liefernden Ländern als auch die damit einher gehenden Restriktionen und Folgen gemindert oder sogar beendet werden. Es stehen aber auch zu bewältigende Herausforderungen an, von denen beispielhaft genannt werden:

• Man ist nicht sicher, ob und wann Strom geliefert wird: Was folgt daraus, dass Strom aus Sonne und Wind volatil ist.
• Die Dimensionierung der zu installierenden Anlagen für erneuerbaren Strom orientiert sich am Auslegungsoptimum, die durchschnittlich gelieferten Leistungen sind i. d. R. weitaus geringer: Es besteht ein auffälliger Unterschied, mit dem planvoll umzugehen ist.
• Die Aufstellung der Anlagen zur Deckung des Strombedarfs benötigt viel Fläche: Die ist knapp und es ist fraglich, ob diese ausreichend für die Befriedigung des Bedarfs zur Verfügung steht?

Darauf gibt es zwischenzeitlich Antworten. Bei wenig Strom durch Sonne und Wind muss anders hergestellter Strom hinzugefügt werden, bei zu viel grünem Strom ist abzuregeln, beim laufenden Betrieb sind Leistungsschwankungen auszugleichen. Und das alles fast zeitgleich. Daraus folgt, dass Strom aus Sonne und Wind ein aufwendiges Regelungssystem erforderlich macht. Das geht nur mit zuverlässigen Ausgleichssystemen.

Bisher wurden dafür noch fossile Kraftwerke auf der Basis von Kohle, Heizöl und Erdgas eingesetzt, was aber nur noch für wenige Jahre erlaubt wird. Ohne Ausgleichsysteme ist Strom als einzige Lösung ein Flaschenhals, der große Risiken aufweist. Als Ersatz müssen daher CO₂-freie Ausgleichsmaßnahmen zur Verfügung gestellt werden. Dabei ist herausfordernd, dass Strom nicht so zu speichern ist, dass Ausfälle über Tage und Wochen aufzufangen sind. Bei Speicherbatterien gibt es zwischenzeitlich große Fortschritte, es zeichnet sich aber nicht ab, dass die zu überbrückende Zeiträume zu schaffen sind.

Für Deutschland gilt, dass Kernkraft bewusst abgewählt wurde, Wasserkraft und Biogas nicht in dem Umfang ausbaufähig sind, der für eine sichere Versorgung erforderlich ist. Man kommt aber nicht umhin, robuste klimaneutrale Back-up-Maßnahmen im großen Stil zu realisieren.

Grüner Wasserstoff als Back-up und aktiver Teil der Energiewende

Lange wurde so vorgegangen, als ginge es ausschließlich um erneuerbaren Strom durch Sonne und Wind. Es wird aber immer deutlicher, dass grüner Strom und grüner Wasserstoff stets zusammen zu denken sind. Vor diesem Hintergrund bietet sich Wasserstoff als Back-up-Maßnahme an. Wird die Energiewende weiter nach dem All-Electric-Ansatz umgesetzt, muss Wasserstoff inklusive der entsprechenden Infrastruktur in dem Umfang vorhanden sein, in dem auch die Stromproduktion durch Sonne und Wind erfolgt.

Demgemäß wird der Bau wasserstofffähiger Gaskraftwerke geplant. Und um Flauten überbrücken zu können, ist mengenmäßig ein Vorrat an Wasserstoff vorzuhalten, mit dem der noch nicht benannte Zeitraum zu überbrücken ist. Bei Erdgas wird das durch im Herbst gefüllte Kavernen gesichert, für Heizöl besteht eine Reservepflicht von 90 Tagen. Damit ist klar, dass für die Stromversorgung auch viel Wasserstoff vorrätig sein muss. Und zwar umso mehr, je höher der Bedarf an Strom aus Sonne und Wind wird. Geht man so vor, büßt grüner Strom durch den Ausbau und die Betriebsbereitschaft der flankierenden Back-up-Maßnahmen zunehmend an Wirkung ein. Das führt zur Erkenntnis, dass Strom aus Sonne und Wind auf ein Maß zu begrenzen ist, welches der Beziehung und Bedeutung von grünem Strom und grünem Wasserstoff entspricht. Dass hat zur Konsequenz, den All-Electric-Ansatz zu verändern.

Das gelingt, in dem Wasserstoff auch direkt-dezentral zur Erzeugung von Wärme und Strom eingesetzt wird. Wasserstoff wird damit aktiver Teil der Wärme- und damit auch der Energiewende. Damit wird erreicht, dass der für das Heizen dann nicht benötigte grüne Strom anders verwendbar ist. Die Minimierung von Strom aus Sonne und Wind wird weiter gesteigert, wenn mit Brennstoffzellen (BZ)-Heizgeräten aus Wasserstoff elektrochemisch neben Wärme auch Strom erzeugt wird.

Klimaneutral ist man aber erst dann, wenn auch der industriell unumgängliche Bedarf an CO₂-freier Energie sichergestellt ist. Hierfür ist besonders viel Wasserstoff erforderlich. Da Wasserstoff in relevanten Umfängen noch nicht zur Verfügung steht, können auch noch keine praktischen Erfahrungen dazu vorliegen, wie das Verhältnis und die Beziehung von grünem Strom und grünem Wasserstoff auszubalancieren sind. Kompliziert wird diese Bestimmung dadurch, dass grüner Wasserstoff durch grünen Strom zu erzeugen ist. Es besteht Konsens, dass der für Deutschland erforderliche grüne Wasserstoff allenfalls in Ansätzen selbst zu produzieren ist und Importe zwingend werden.

Auch wenn Deutschland nur den grünen Strom und einen Teil des grünen Wasserstoffs selbst herstellen kann, dürfte es im europäischen Verbund langfristig zu keinem Mangel kommen. Andere Länder können mehr grünen Strom erzeugen, als sie selbst benötigen. Sie können grünen Strom im Überfluss produzieren und damit handeln.

Das sind die Gegebenheiten, auf deren Grundlage die Energiewende mit grünem Strom und grünem Wasserstoff zum Erfolg gebracht werden muss. Vor diesem Hintergrund wird im Folgenden eingeschätzt, wie und ob die Wärme- (2.) und die Energiewende (3.) zum Erfolg kommen können.

2. Die Wärmewende – mit Wasserstoff kann sie bis 2045 gelingen

Die Einsatzmöglichkeiten von Wasserstoff im Wärmebereich haben gezeigt, dass Wasserstoff eine entscheidende Rolle zukommt. Die Fokussierung auf grünen Strom ist aufzugeben und durch Wasserstoff zu ergänzen. Auf die Wärmewende bezogen heißt das: Wasserstoff darf kein Appendix sein, sondern muss aktiver Teil werden. Das geschieht, wenn mit Wasserstoff Wärme direkt erzeugt und möglichst auch Strom produziert wird. Damit wird eingelöst, dass die Wärmewende diversifizierter und resilienter wird.

Wärme direkt erzeugen und Wandlungsverluste vermeiden

Wie das im Wärmebereich geschieht, ist anhand der Herstellungsschritte von grünem Strom und grünem Wasserstoff sowie der Wandlungsvorgänge beim Einsatz von Wasserstoff nach Bild 1 aufzuzeigen. Dabei wird gleichzeitig deutlich, warum der direkte Einsatz von Wasserstoff gegenüber der indirekten Back-up-Verwendung wesentlich vorteilhafter ist.

Mit (1) und (2) ist in Bild 1 die nicht zu umgehende Abfolge der Herstellung von grünem Strom und grünem Wasserstoff dargestellt. Es ist unstrittig, dass der durch Sonne und Wind erzeugte Strom optimal für direkte Nutzungen ist.  Es ist aber genauso eindeutig und unumgänglich, dass für die sichere Stromversorgung Wasserstoff herzustellen und auf Vorrat zu halten ist. Beim indirekten Einsatz von Wasserstoff als Back-up wird dieser vorrätig zu haltende Wasserstoff verstromt (3), und erst dann entsteht Wärme (4) durch strombetriebene Wärmepumpen.

Effektiver ist der direkt-dezentrale Einsatz von Wasserstoff, bei dem Wärme bzw. Wärme und Strom entstehen. Reale Werte für die Mengen an Wärme bzw. Wärme und Strom ergeben sich aus der Anzahl und den Leistungsdaten der installierten H₂-Wärmeerzeuger bzw. BZ-Heizgeräte. Der direkt-dezentrale Einsatz von Wasserstoff führt zu beträchtlich geringeren Aufwendungen sowohl beim Energieträger Wasserstoff selbst, beim Aufbau und Betrieb notwendiger Infrastrukturen und durch den deutlich geringeren Bedarf an Strom aus Sonne und Wind.

Darum muss Wasserstoff auch direkt-dezentral eingesetzt werden

Versuche und Projekte des direkt-dezentralen Einsatzes von Wasserstoff im Wärmebereich belegen, dass die technische Machbarkeit gegeben ist. Damit kann Wasserstoff zum Mutmacher in der Wärmewende werden. Warum das so einzuschätzen ist, soll an einem überschaubaren Beispiel aufgezeigt werden.

Für Bremen weisen die aktuellen Zahlen (Mitte 2025) aus, dass etwa 60 % des Wärmebedarfs mit Erdgas und knapp 20 % mit Heizöl erzeugt werden. Die Zahlen bedeuten, dass in Bremen zu 4/5 die für Deutschland typische Wärmeerzeugung im eigenen Haus oder in der gemieteten Wohnung erfolgt. Nicht nur diese 80 % fossile Heizungsanlagen müssen klimaneutral werden, sondern auch Anteile beim Wärmenetz. In Bremen erfolgt die leitungsgeführte Versorgung über Wärmenetze bereits zu ca. 15 %. Geplant ist, das Wärmenetz auf 30 % auszubauen.

Ein Mehr an leitungsgeführter Wärme wird in Bremen nicht für möglich gehalten. Dennoch wird in Bremen weiter verkündet, bereits 2038 klimaneutral zu sein. Wie es ohne Wasserstoff zum Gelingen der Wärmewende kommen soll, bleibt rätselhaft. Vor diesem Hintergrund wäre Wasserstoff für den Wärmebereich der Gamechanger. Das dürfte nicht nur für Bremen gelten, sondern bundesweit zutreffen.

Mit Wasserstoff wird auch die Basis für die Brennstoffzellentechnologie gelegt. Es wurde in Teil 3 bereits dargestellt, welche Anteile an Wärme und Strom durch BZ-Heizgeräte zu erbringen sind. Bild 2 zeigt beispielhaft ein noch erhältliches BZ-Heizgerät auf der Basis von Erdgas. Damit auch im Wärmebereich zukünftig neue Produkte und innovative Verfahren entstehen, darf Wasserstoff nicht ausgeschlossen bleiben.

Für den direkt-dezentralen Einsatz von Wasserstoff im Wärmebereich sprechen:

• Wasserstoff wird gebraucht, um neben Wärmepumpen und Wärmenetze eine weitere Möglichkeit für die klimaneutrale Umstellung fossiler Heizungsanlagen zu bieten.
• Der Einsatz von Wasserstoff in der Wärmewende bedeutet Ressourcenschonung und Kostenersparnis. Vorhandene Infrastrukturen bleiben weitestgehend erhalten und werden weiter genutzt.
• Jeder installierte 100-%-H₂-Wärmeerzeuger bzw. jedes installierte BZ-Heizgerät trägt zur Diversifikation und Resilienz von Wärme und Strom bei.
• Wasserstoff steht für die Entwicklung und Gestaltung einer neuen Technologie. In einer Wasserstoffwirtschaft werden Brennstoffzellen eine bedeutende Rolle einnehmen.

Mit dem direkt-dezentralen Einsatz von Wasserstoff wird erreicht, dass die klimaneutrale Umrüstung nicht nur mit hohem finanziellem Aufwand gelingt, wie es gegenwärtig beim All-Electric-Ansatz der Fall ist. Die Umrüstung auf Wasserstoff ist demgegenüber eine sozialverträgliche Lösung. Von der vorhandenen Erdgas-Infrastruktur bleibt fast alles erhalten. Der H₂-Wärmeerzeuger ist zu einem vergleichbaren Preis wie bisher zu tauschen. Es ist kein zusätzlicher bürokratischer Aufwand für Förderungen zu betreiben und der Klimaschutz wird voll erfüllt.

Einsparungen beim direkt-dezentralen Einsatz von Wasserstoff im Wärmebereich

Wird Wasserstoff wie vorgeschlagen eingesetzt, ergeben sich deutliche finanzielle Vorteile:

• Die vorhandene Infrastruktur für Erdgas bleibt (evtl. ertüchtigt) weitgehend erhalten und kann genutzt werden.
• Die intakten Heizungsanlagen in den Wohnungen sind nach Umrüstung auf wasserstofffähige Geräte weiter zu betreiben.
• Klimaneutraler Strom kann mit BZ-Heizgeräten in einem relevanten Umfang dezentral produziert werden und die Herstellung von Strom aus Sonne und Wind entlasten
• Die Anzahl der für die Stromversorgung erforderlichen neuen wasserstofffähigen Gaskraftwerke kann geringer ausfallen.
• Der Ausbau des Stromnetzes inkl. Infrastruktur kann dem verbleibenden Strombedarf angepasst werden.

Vor dem Hintergrund öffentlich genannter Gesamtkosten der Energiewende von bis zu 5,4 Billionen Euro erscheint das aufgezeigte Vorgehen mit Wasserstoff als ein Ansatz, an dem man bei knappen Kassen nicht vorbeikommt. Die Angaben zu den gigantischen Kosten stammen von der Deutschen Industrie- und Handelskammer. Es verwundert nicht, dass sich die Stimmen häufen, die eine Neuausrichtung der deutschen Energiewende fordern. Nimmt man in eine Rechnung alles auf, was bei Umsetzung der in dieser Serie dargestellten Minimierungsstrategie einzusparen ist, dann kommt man auf erstaunliche Beträge. Gefragt ist daher ein Strategiewechsel, um die gesetzlich verankerten Ziele zu erreichen. Zu den Einsparungsmöglichkeiten einige Zahlenbeispiele:

Die vorhandene und bewährte Erdgas-Infrastruktur (evtl. ertüchtigt und bei Bedarf teilweise erneuert) bleibt erhalten. Überschlägige Berechnungen weisen aus, dass dadurch hohe Beträge für die Stilllegung und den erforderlichen Rückbau vermieden werden. In der ARD-Sendung „Plusminus“ (12. 2. 2025) wurden für die Stilllegung der Erdgasnetze 18 Mrd. Euro, für den Rückbau des Netzes 180 Mrd. Euro angeführt.

In Abhängigkeit der Anzahl installierter Wasserstoff-Wärmeerzeuger und BZ-Heizgeräte wird neben Wärme auch klimaneutraler Strom produziert. Das entlastet sowohl die Stromerzeugung durch Sonne und Wind als auch die Stromproduktion aufgrund des Back-up-Einsatzes der Wasserstoffkraftwerke. Das führt nicht nur zu einzusparenden Kosten bei Windkraft- und Photovoltaikanlagen, sondern auch bei Wasserstoffkraftwerken und die dafür benötigte Infrastruktur, geringerer Netzausbau usw. Es geht um Beträge in vielfacher Milliardenhöhe, die entfallen, wie allein der Bau von Konvertern mit Kosten von 1 bis 2 Mrd. Euro je Anlage zeigt. Davon sind bei All-Electric allerdings eine ganze Reihe erforderlich.

Bereits die wenigen Beispiele zeigen enorme Einsparmöglichkeiten. Und als besonders willkommener Effekt wird außerdem erreicht, dass die Sicherheit und Regelbarkeit der Energieversorgung sich verbessert.

Für den Wärmebereich kann daher gelten: Wird Wasserstoff der Minimierungsstrategie entsprechend eingesetzt, ist im Kontext der Maßnahmen mit dem Einbau von Wärmepumpen und den Anschlüssen an Wärmenetze davon auszugehen, dass die Wärmewende ihr Ziel zum vorgesehenen Zeitpunkt erfolgreich erreicht. Wird Wasserstoff direkt-dezentral zur Erzeugung von Wärme und Strom verwendet, kann Deutschland mit dem Wärmebereich in einem Sektor klimaneutral werden, der für bis zu 40 % der anfallenden CO₂-Emissionen verantwortlich ist.

3. Die Energiewende – kaum Aussichten, bereits 2045 klimaneutral zu sein

Für die Energiewende stellen sich die Verhältnisse anders als im Wärmebereich dar: Fortschritte bei der Klimaneutralität sind davon abhängig, wie Staaten in globalen Märkten zusammenarbeiten. Für die Wettbewerbsfähigkeit ist der Energiepreis ein wichtiger Faktor. Es ist bekannt, welchen Einfluss kostengünstige und sichere Lieferungen von Energien für Industrie und Wirtschaft haben. Industrien wie die Stahl-, Glas- oder Zementproduktion, die Pharmazie- oder Chemieherstellung – um Beispiele zu nennen – sind sehr energieintensiv und daher auf marktgerechte, wettbewerbsfähige Voraussetzungen und Bedingungen angewiesen. Vor diesem Hintergrund wird es mehr als nur zum Spruch, dass die Wirtschaft dorthin wandert, wo Energie zuverlässig und preiswert zur Verfügung steht.

Zur Produktion und Verfügbarkeit von Wasserstoff

Beim bisherigen Vorgehen zum Erreichen der Energiewende bleibt richtig: Der Ausbau von grünem Strom ist unabdingbar und muss bis an die Grenze des gesellschaftlich zu vereinbarenden Umfangs geführt werden. Davon sollte zukünftig zwingend ein bestimmter Anteil für die Herstellung von Wasserstoff festgelegt werden. Der restliche, umfänglichere Teil des Wasserstoffbedarfs ist zu importieren.

So wie Mangel und Ausfall bei der Stromerzeugung durch Sonne und Wind vorkommen, ist auch überschüssiger Strom unvermeidbar. Er nimmt durch den erfolgreichen Ausbau von Windkraftanlagen inzwischen einen Umfang an, mit dem in Spitzen Millionen von Haushalten zu versorgen sind. Allein daraus ergibt sich die Forderung, überschüssigen Strom grundsätzlich zu verwerten, statt abzuregeln. Es war schon immer ein Ärgernis, das überschüssiger Strom nicht genutzt werden konnte – oder zutreffender ausgedrückt, nicht genutzt wurde. Es wurden Regelungen unterlassen, die das Neben- und Miteinander von grünem Strom und grünem Wasserstoff so organisieren, dass jeglicher erneuerbarer Strom genutzt wird.

Damit das gelingt, ist in Relation zur Produktion von grünem Strom aus Sonne und Wind eine verbindliche Quote für den herzustellenden grünen Wasserstoff festzulegen. Das gilt selbst dann, wenn er eines Tages in beliebigen Mengen zu importieren sein wird. Wenn Wasserstoff in entsprechenden Mengen verfügbar ist, sollte über die Breite der Anwendungen mit überzeugenden Beispielen gezeigt werden, dass es sich um die Energie der Zukunft handelt. Trifft die Aussage aus dem RWE-Vorstand zu, dass „Wasserstoff … künftig so verfügbar sein (wird) wie Leitungswasser“, wird keiner verstehen, warum Wasserstoff einem Bereich wie dem Wärmemarkt vorenthalten wird.

Gegenwärtig darf grüner Strom für die Herstellung von Wasserstoff nur unter Berücksichtigung der von der EU festgelegten Strombezugskriterien eingesetzt werden. Das macht den Produktionsprozess von Wasserstoff kompliziert und teuer. So ist u.a. zu beachten, dass nur Strom aus bestimmten Anlagen genommen werden darf und dabei die sogenannte stündliche Gleichzeitigkeit eingehalten wird – der Strom also nur im zeitlich gegebenen Zusammenhang zu nutzen ist. Geht man demgemäß vor, wird der Herstellungsprozess unergiebig und der so hergestellte Wasserstoff teuer. Daher kann es auch nicht verwundern, dass Investitionen in Elektrolyseure so gut wie nicht getätigt werden. Hier muss schnellstens ein Wandel erfolgen, damit das Henne-Ei-Problem durch energiepolitisch attraktive Rahmenbedingungen aufgelöst wird.

Dennoch wird es dauern, bis die Mengen an Wasserstoff zur Verfügung stehen, die eine klimaneutrale Wirtschaft insgesamt benötigt. Beruhigend ist aber, dass das nur eine Frage der Zeit sein kann, da Wasserstoff weltweit ohne Ende herstellbar ist. Die Produktion von Wasserstoff muss zwingend hochgefahren, die Umstellung der Netze vorbereitet und die Verfügbarkeit von Wasserstoff netzweise realisiert werden.  

Zu den Investitionen und Kosten

Die klimaneutrale Umstellung der Energie-/Wärmeversorgung ist mit erheblichen finanziellen Aufwendungen verbunden. Aktuell zeigt sich, dass die dafür erforderlichen Mittel eher beschränkt sind und wohl auch bleiben werden. Der Schritt zum sparsamen Wirtschaften ist unvermeidbar, da schwer vorstellbar ist, wie die prognostizierten Investitionen in Windkraft- und Photovoltaikanlagen, in Elektrolyseure und Konverter, in den Netzausbau und in den Bau und Betrieb von Gaskraftwerken u.a.m. zu leisten sind.

Deutschland muss akzeptieren und arrangieren, dass es in der Klimaneutralität im Grundsatz bei grünem Strom und grünem Wasserstoff bleibt und das Letzterer stets und immer um mindestens eine Wandlungsstufe aufwendiger und damit auch teurer als grüner Strom aus Sonne und Wind ist und bleiben wird. Insofern ist von erheblicher Bedeutung, dass sowohl Strom als auch Wasserstoff so einzusetzen sind, dass sie jeweils höchstmögliche Wirkungen hervorbringen. Dabei ist anzustreben, das in der gemeinsamen Betrachtung von grünem Strom und grünem Wasserstoff das Produkt klimaneutrale Energie so kostengünstig wie möglich auf den Markt kommen muss – z. B. im Sinne der Merit-Order. Und es müssen die Chancen und Möglichkeiten gesehen werden, die eine wirtschaftliche Ausrichtung auf Wasserstoff verspricht.

Dass die direkte Verwendung von grünem Strom effizient ist, trifft zu, wenn der Strom aus Sonne und Wind direkt nach der Herstellung einzusetzen ist und nicht über Back-up-Maßnahmen zum Einsatz kommt. In der Praxis des All-Electric-Ansatzes ist es aber so, dass sowohl bei Mangel als auch Ausfall von Sonne und Wind alle auf den mit „teurem“ Wasserstoff herzustellenden Strom angewiesen sind. Das Argument, dass Sonne und Wind keine Rechnungen schicken, ging schon immer an der Realität vorbei, wie die Strompreise in Deutschland deutlich zeigen. Die sehen so aus, dass sich der Aufwand und die Kosten aus dem noch auszubauenden Gesamtsystem – also grüner Strom und grüner Wasserstoff – ergeben und dementsprechend gemeinsam zu verrechnen sind.

Für den Erfolg muss die Lösung sowohl effektiv als auch effizient sein, wobei auch Vielseitigkeit und Robustheit zu leisten sind. Der Vergleich von Aufwand und Kosten für die klimaneutrale mit der bisherigen fossilen Versorgung kann nur dann Sinn machen, wenn die Aufwendungen durch Klimaschäden ebenfalls Berücksichtigung finden: Verheerende Regenfälle mit Überschwemmungen, Hitze mit anhaltender Dürre, Bränden usw.

Vordringlich bleibt, die Infrastruktur für Wasserstoff zu schaffen. Bei Elektrolyseuren ist es bisher nicht gelungen, die notwendigen Investitionen zu initiieren. Es erweist sich als Mythos, dass der Markt es selbst schafft. Der Staat muss Farbe bekennen und für Investitionen sorgen.

CO₂-Bepreisung und die Termine der Klimaneutralität

Am Beispiel der klimaneutralen Produktion von Stahl soll der Einfluss globaler Märkte auf energieintensive Produkte näher betrachtet werden. Für deutsche Hersteller wird CO₂-freier Stahl derart aufwendig, dass kaum Abnehmer zu finden sein werden. Und wenn, dann voraussichtlich nur in Märkten, in denen Klimaneutralität bereits herrscht oder Pflicht wird. Das wird für die EU erst ab 2050 und für China 2060 der Fall sein. Beim wichtigen US-amerikanischen Markt ist – nach gegenwärtigem Stand – völlig offen, ob es überhaupt dazu kommt.

Erst bei Eintritt der Klimaneutralität geht es dann nicht mehr anders: CO₂-frei ist Pflicht und im Markt herrscht in diesem Punkt Wettbewerbsgleichheit. Bis dahin kann es nur um die Erforschung und Entwicklung klimaneutraler Produktionsverfahren gehen. Das gilt nicht nur für Stahl, sondern generell für energieintensive Herstellungsverfahren (Kupfer, Zement, Glas, Papier usw.). Für diese Industrien gilt, dass sie marktgerecht klimaneutral nur dann produzieren können, wenn sie unter gleichen Voraussetzungen und Bedingungen oder entsprechend subventioniert handeln können. Ist das nicht gegeben, werden sie voraussichtlich die Produktion einstellen oder in Länder verlagern müssen, in denen entsprechende Voraussetzungen und Bedingungen die Herstellung zulassen. Letzteres würde dem Klima aber nicht helfen, da CO₂-Emissionen dann dort entstehen.  

In eine vergleichbar schwierige Situation kommen Produkte auch durch die CO₂-Bepreisung. Sie soll helfen, dass sich ein früherer Zeitpunkt einstellt, ab dem klimaneutral hergestellte Produkte im Vergleich mit fossiler Herstellung in den Vorteil geraten.  Es dürfte dauern, bis der CO₂-Preis weltweit bzw. in wichtigen Märkten so akzeptiert und einheitlich praktiziert wird.

Die angeführten Unstimmigkeiten und Unzulänglichkeiten lassen erwarten, dass die Energiewende bis 2045 zwar vorankommt, aber das Ziel Klimaneutralität nicht erreichen kann.

4. Was für das Erreichen der Klimaneutralität zu ändern ist

Aus der Geschichte ist bekannt, dass sich Produktions- und Maschinenformen in Abhängigkeit verfügbarer und bezahlbarer Energien entwickeln und durchsetzen. Mit der Kohle haben Dampfmaschinen Einzug gehalten. Bei Erdöl und Erdgas dominieren immer noch – siehe Verkehrs- und Wärmemarkt – maschinell betriebene Verbrennungsvorgänge. Strombetriebene Einsätze verzeichnen inzwischen relevante Zuwächse. Es ist davon auszugehen, dass bei Wasserstoff im Laufe der Zeit elektrochemische Wandlungen durch Brennstoffzellen die Oberhand gewinnen werden. Eine zukunftsorientierte Politik sollte entsprechende Erfahrungen nicht ignorieren, sondern sie zur Kenntnis nehmen und demgemäß handeln. Dafür bestehen Potenziale und Kompetenzen, die aus der bisherigen Beschäftigung und Erforschung von Brennstoffzellen weiter zu nutzen sind und wo in Hinblick auf internationale Interessen noch Vorteile und Vorsprünge in Deutschland bestehen. Es geht darum, hier entschlossen die Wertschöpfung zu steigern. Es werden Anwendungen von Wasserstoff sein, die mit neuen Geräten und Anlagen weiterhin ein wirtschaftliches, aber klimaneutrales Handeln ermöglichen.

Spätestens mit dem Erreichen der Klimaneutralität ist Wasserstoff in diesen größeren Zusammenhang zu stellen. Perspektivisch gilt, dass Wasserstoff als Energie der Zukunft sich in allen wirtschaftlichen Bereichen entwickeln wird. Vor diesem Hintergrund ist die Herstellung von grünem Wasserstoff auf der Basis von grünem Strom und der Import von Wasserstoff Voraussetzung und Bedingung zugleich. Es wird darum gehen, dass Geräte und Anlagen für wasserstofffähige Prozesse und Abläufe entwickelt und in den Handel gebracht werden. Damit soll ein grünes Wachstum der Industrie erreicht werden, das bisherige Erfolge ablöst. Politisch ist dafür aber ein mehr an Entscheidung für Wasserstoff erforderlich.

Zur Universalität von Wasserstoff

Wasserstoff wird eine systemische Universalität und Robustheit bescheinigt. Wasserstoff ist in hohem Maße kompatibel mit anderen Energieträgern und Grundstoffen (Methan, Methanol, Ammoniak). Als Energieträger ist Wasserstoff mit Brennstoffzellen einfach zu wandeln, wie er ebenso mithilfe von Luft oder Sauerstoff verbrannt und vielfach zum Einsatz kommen kann (z. B. bei Wärmekraftmaschinen). Bevorzugt werden es Brennstoffzellen sein, die in ihren Leistungsdaten leicht den Erfordernissen anzupassen sind. Deutschland muss erreichen, Vorreiter einer grünen industriellen Entwicklung zu sein. Es sind Produkte und Verfahren zu schaffen, die zur Klimaneutralität passen. Wenn sie bezahl- und finanzierbar sind, werden sie weltweit benötigt und nachgefragt.

Gelingt das mit Wasserstoff, dann ist ein wichtiges Ziel erreicht. Die quantitativen „Grenzen des Wachstums“ wurden bereits vor mehr als 50 Jahren vom Club of Rome aufgezeigt. Auch wenn damals benannte Entwicklungen nicht immer zutreffend waren, verursacht seitdem das mit dem Wachstum einhergegangene Zerstörungspotential in Form von Stürmen, Platzregen, Hitze und Dürren unvorstellbare Schäden. Zunehmend sind daher auch qualitative Grenzen einzuhalten. Wer dazu zeitgemäße Daten wünscht, ist auf die Arbeiten zu den „planetaren Grenzen“ verwiesen. Dort werden Themen behandelt, zu denen auch der Klimawandel gehört.

Die dramatischen Erkenntnisse der planetaren Grenzen: Bereits sechs der behandelten Bereiche, darunter auch der Klimawandel, sind als bereits überschritten zu betrachten. Die Probleme der Zukunft werden daher allein mit Lösungen bei grünem Strom und grünem Wasserstoff nicht bewältigt sein. Sie werden vielmehr überall dort weiter auftreten, wo Ressourcen mit Schadenspotentialen und/oder Endlichkeitsmerkmalen „verbraucht“ werden. Das zeigt, dass es ohne Verhaltensänderung nicht gehen kann.

Förderung der Bereitschaft der Bevölkerung zur Bewältigung der Klimakrise

Es ist notwendig, die Bevölkerung in die Transformation und Umsetzungspläne der Energiewende einzubeziehen. Wer in Entscheidungen und Entwicklungen eingebunden ist, gewinnt eine andere Betroffenheit und Zuversicht. Veränderungen verlieren ihre anfängliche Bedrohung. Die Chance, so zu einer Klimaallianz zu kommen, sollte ergriffen werden. Die Voraussetzungen dafür erscheinen günstig, da die Energie-/Wärmewende in den Kommunen und Gemeinden vor Ort entschieden wird. Es darf nicht von oben herab ignoriert werden, wenn Bedenken und Zweifel geäußert und Wünsche vorgestellt werden. Stattdessen sind Vertrauen und Zuversicht in vorgesehene Maßnahmen aufzubauen und zu fördern. Das geschieht am besten über Teilnahme und Beteiligungen, die z. B. mit einer einfachen Anbringung von Balkonsolarzellen beginnen und bei dem auf Autarkie gerichteten Einbau von BZ-Heizgeräten zur effizienten Erzeugung von Wärme und Strom enden.

Zur Bewältigung der Klimakrise kann wesentlich beitragen, wenn die im vergangenen Jahrzehnt vorherrschende positive und zustimmende Einstellung der Bevölkerung zur Energiewende wieder hergestellt wird. Dazu ist stimmig aufzuzeigen, dass die Energiewende zwingend ist, und dass alle dazu beitragen müssen, um der Klimakrise zu begegnen. Geforderte Aktivitäten müssen einsichtig und vor allem auch leistbar sein. Die politischen Stellen – Bund, Länder, Kommunen – müssen es der Bevölkerung möglich machen, den Erfordernissen zu entsprechen.

Blick auf den „Energiewendebarometer“

Dass die Energiewende in Deutschland an Zustimmung verloren hat, belegt auch der seit 2019 jährlich erscheinende „Energiewendebarometer“. Danach ist die Zahl der Befürworter von ehemals 83 % gesunken. 2025 drückten nur noch lediglich 59 % eine hohe Handlungsbereitschaft aus. Wird gezielt bei Privathaushalten mit niedrigen Einkommen nachgefragt, ist laut KfW-Bericht derzeit eine deutlich geringere Bereitschaft zur Umrüstung fossiler Heizungen festzustellen. Es handelt sich dabei um die Haushalte, die mit Öl und Erdgas heizen. Hier dürfte die CO₂-Bepreisung, die es in Deutschland für fossile Heizungen seit 2021 gibt, eine kontraproduktive Wirkung entfalten.

Derzeit beträgt der CO₂-Preis 55 Euro je Tonne Kohlendioxid. Ab 2027 wird mit deutlichen Steigerungen geplant. Es wird vor allem die finanzschwachen Haushalte treffen, für die es gegenwärtig i. d. R. lediglich die Alternative Wärmepumpe gibt. Sie stellt für finanzschwache Haushalte aber eine ökonomisch kaum zu bewältigende Herausforderung dar, so dass sich in diesem Fall die Frage nach der Angemessenheit der CO₂-Bepreisung stellt. Und wie lange die gegenwärtig noch möglichen Förderungen zur Umrüstung auf klimaneutrale Heizungen erhalten bleiben, muss mit Blick auf die Haushaltslage des Bundes skeptisch gesehen werden.

Für die Befürwortung von Wasserstoff sind fehlende Kenntnisse ein großes Hemmnis, so dass Bedenken und Vorbehalte nach wie vor unbegründet vertreten sind. Während zu Wärmepumpen und Wärmenetze umfänglich informiert und dafür geworben wird, findet zu Wasserstoff im Wärmebereich geradezu Gegenteiliges statt. Über Wasserstoff ist dringend aufzuklären, um z. B. bei den anstehenden Aufstellungen der Wärmepläne in den Kommunen und Gemeinden informiert die Weichen für die Zukunft zu stellen.

Zum Strategiewechsel in der Energie- und Wärmewende

Die bisherigen Erfahrungen mit der Energiewende führen zu der Erkenntnis, dass das Vorgehen zu verändern ist. Das betrifft zum einen den All-Electric-Ansatz, der zukünftig mit der Zielsetzung entwickelt werden sollte, dass grüner Strom und grüner Wasserstoff so eingesetzt werden, dass jeder der Energieträger höchste Wirkung entfalten kann (1). Und zum anderen erscheint eine Abkehr von der Festlegung auf schnelle Erfolge bei energieintensiven Produktionsbereichen vonnöten (2). Beides würde dazu beitragen, dass sich Wasserstoff entfaltet und Emissionen verhindert werden. Der Umwelt ist es egal, in welcher Abfolge CO₂-Emissionen unterbleiben. Der Umfang und das es geschieht, sind entscheidend.

(1) Das Mit- und Nebeneinander von Strom und Wasserstoff

Die Ergänzung von All-Electric trifft insofern auf gute Voraussetzungen und Bedingungen, da die Produktion von Strom aus Sonne und Wind bereits fortgeschritten ist. Im Weiteren muss nun vermieden werden, dass alles auf elektrischen Strom ausgerichtet bleibt, so dass mit umfänglichen Back-up-Maßnahmen ständig ein zweites Stromsystem ineffizient am Laufen gehalten werden muss. Über den für Back-up-Maßnahmen zu betreibender Aufwand und die damit verbundenen Kosten wurde ausführlich berichtet.

Richtet man die Energiewende so aus, dass für Strom in Form von Elektronen und für Wasserstoff in molekularer Form der jeweils optimale Einsatz erfolgt, ist den Anforderungen aus den unterschiedlichen wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Bereichen angemessen zu entsprechen. Dabei wird neben gewaltigen Einsparungen zusätzlich erreicht, dass die Energie- und Wärmewende diversifizierter und resilienter gelingt. Wenn schon die Vernunft nicht zu einem solchen Vorgehen führt, kann angenommen werden, dass die aktuellen mannigfaltigen gesellschaftlichen Herausforderungen bei einer deutlich angespannten finanziellen Lage nichts anderes zulassen und sich die gewünschte strategische Ausrichtung der Energie- und Wärmewende einstellt.

(2) Über Machbares zur Klimaneutralität

Noch ohne Kenntnis konkreter Schwierigkeiten von Umsetzungen haben sich die für die Energiewende Zuständigen zugetraut, vorrangig die herausfordernden energieintensiven Fertigungs- und Produktionsbereiche klimaneutral zu machen. Es handelt sich um Verfahren wie bei Stahl, Zement, Chemie usw., bei denen massive CO₂-Emissionen anfallen. Am Beispiel der Stahlherstellung ist gegenwärtig zu erkennen, welche Schwierigkeiten Umsetzungen be- bzw. verhindern. Allein für die Umstellung der Stahlproduktion in Duisburg wird für die Erzeugung des benötigten grünen Wasserstoffs davon ausgegangen, dass ca. 3000 Windkraftanlagen größerer Leistungen erforderlich sind. In dieser Form soll die Umstellung der Produktion auf CO₂-freien Stahl an mehreren Standorten erfolgen. In Bremen hat der Betreiber des Stahlwerkes, das in der Region für ca. 50 % aller CO₂-Emissionen verantwortlich ist, die bereits bewilligte Förderung abgelehnt, da das Stahlwerk keine Möglichkeiten für ein Wettbewerb konformes Handeln mit CO₂-freiem Stahl sieht.

Auf die Problematik globaler Märkte und der CO₂-Bepreisung wurde bereits hingewiesen. Das in der Energiewende eine Fixierung auf energieintensive Verfahren erfolgte, ist problematisch. Zum einen, weil damit Wasserstoff umfangreich gebunden wird, obwohl es ihn noch gar nicht gibt. Zum anderen, weil zwar Pläne und Vereinbarungen mit Investoren erfolgten, die aber i. d. R. nicht eingehalten werden. In Bremen ist Stand, dass nach dem Rückzug des international aufgestellten Herstellers der geplante Bau und Betrieb der Elektrolyseure für die Herstellung von Wasserstoff zurückgestellt wurde.

Das ist fatal, weil es für den frei gewordenen Wasserstoff auch keinen Plan B zulässt. Ob und wann Wasserstoff nun kommt, bleibt ungewiss. Die Größe der vorgesehenen Maßnahmen für energieintensive Bereiche und die Ungewissheit in den Märkten wirkt sich als Blockade der Wasserstoffproduktion aus. Völlig anders könnte es verlaufen, wenn überschaubare und auf viele Schultern verteilte Vorhaben angegangen würden. Das steht nicht im Gegensatz zu berechtigten Bemühungen um Lösungen, die auch für energieintensive Bereiche gefunden werden müssen.

Wasserstoff im Wärmebereich – startbereit

Der Wärmebereich ist unter dem Gesichtspunkt der CO₂-Reduzierung einer der wichtigsten Sektoren, der sich für den Einbezug der Bevölkerung anbietet. Man könnte damit sehr schnell starten. Es wäre sofort ein sicherer Markt für Wasserstoff da. Der Hochlauf mit überschaubaren Mengen von Wasserstoff kann die Basis werden, die Investoren ermutigt, bei Wasserstoff kräftig einzusteigen. Wasserstoff wird dann endlich hergestellt.

Teilnetze mit Wasserstoff zu versorgen, würde zeigen, dass es die verlässlichen Abnehmer gibt, die Erfahrungen mit Wasserstoff machen. Und es würde um Geräte und Anlagen gehen, die in Deutschland produziert, erprobt, vertrieben werden und weltweit zum Einsatz kommen können.

Dezentrale Lösungen sind i. d. R. überschaubar und konfliktarm, wofür es gute Beispiele gibt. Es ist zu empfehlen, dem Einbau dezentraler Heizungsanlagen weiterhin Chancen einzuräumen. Die dezentrale Wärmeversorgung bietet eine Reihe von Vorteilen, die in Hinblick auf eine resiliente Wärme- und Stromversorgung zu reflektieren sind. Dezentralisierung sollte ein fairer, regionaler, sicherer Teil der Energie- und Wärmewende sein. Wird Wasserstoff als sozialverträgliche Alternative angeboten, werden Millionen von Menschen positiv an der Wärmewende beteiligt und auf eine Wasserstoffwirtschaft eingestimmt.

Und was kann die SHK-Branche tun? Sie kann sich für oder gegen den direkt-dezentralen Einsatz von Wasserstoff im Wärmebereich stark machen. Nur wenn die SHK-Branche dafür ist, bleibt mit H₂-Wärmeerzeugern und BZ-Heizgeräten ein Geschäfts- und Arbeitsbereich erhalten.