Erzeugung
& Import
Wie entsteht Wasserstoff und woher kommt er? Informieren Sie sich über die Erzeugung und den Import von Wasserstoff in Deutschland. Hier finden Sie Antworten auf Ihre Fragen.
Fragen und Antworten
Wasserstoff wird in Deutschland seit Jahrzehnten sicher erzeugt, transportiert, gespeichert und vor allem in der chemischen Industrie eingesetzt. Elektrolyseanlagen zur Produktion von Wasserstoff werden anhand bewährter technischer Regelwerke und Vorschriften geplant und gebaut, sodass ein sicherer und gefahrloser Betrieb jederzeit gewährleistet ist.
Das geplante Wasserstoffnetz wird dezentral strukturiert. Der Großteil des benötigten Stroms wird offshore produziert und über das öffentliche Stromnetz zu den Standorten der Elektrolyseure transportiert, wo er zur Erzeugung von grünem Wasserstoff genutzt wird. Der Wasserstoff wird dann in einem Wasserstoffnetz zum Kunden und zu Speicheranlagen transportiert. Der Flächenbedarf für eine 100 MW Elektrolyse-Anlage liegt bei etwa 10.000 m². Von einem Elektrolyseur gehen die üblichen Geräusche einer Industrieanlage aus, vergleichbar denen eines Kraftwerks. Die relevanten Geräuschquellen werden so geplant, dass die maßgeblichen Immissionsorte (z.B. Wohnhäuser) nicht mehr im Einwirkbereich der zu beurteilenden Anlage liegen.
Überwiegend ist in den Projekten der Einsatz der PEM-Elektrolyse geplant, so auch beim Projekt GET H2 Nukleus. PEM steht für Proton Exchange Membrane (Protonen-Austauschmembran). Diese Technologie arbeitet ohne chemische Verbrauchsmittel und kann ihre Leistung innerhalb von Sekunden anpassen. Damit reagiert sie flexibel auf Schwankungen in der Verfügbarkeit von erneuerbarem Strom und ist ideal für den Einsatz mit fluktuierenden Erneuerbaren Energien wie Wind- und Solarkraft geeignet. Zur Herstellung von grünem Wasserstoff mittels Elektrolyse werden im Wesentlichen zwei Technologien angewendet: die alkalische Elektrolyse und die Polymer-Elektrolyt-Membran-(PEM)-Elektrolyse. Je nach Einsatz kann ein PEM-Elektrolyseur einen Wirkungsgrad zwischen 60 und 70% aufweisen. Gleichzeitig kann er fluktuierende Erneuerbare Energien aufnehmen, innerhalb von wenigen Sekunden starten und seine Leistung schnell anpassen. Kann der gleichzeitig erzeugte Sauerstoff ebenfalls genutzt werden, steigt die Effizienz an, da auch so Energie eingespart wird. (Quelle BDEW: https://www.bdew.de/energie/effizienzsteigerung-bei-der-wasserstofferzeugung/)
Die Produkte einer PEM-Elektrolyseanlage, wie sie zum Beispiel in Lingen geplant ist, sind ausschließlich Wasserstoff und Sauerstoff. Darüber hinaus werden keine umweltschädlichen Nebenprodukte erzeugt.
Für die Produktion von 1 kg Wasserstoff in einer PEM-Elektrolyse werden 9 Liter Wasser verbraucht. Bei einem 100 MW Elektrolyseur, der mit 4.000 Volllaststunden pro Jahr läuft, entspricht das etwa 77.000 m³ Wasser im Jahr. Zum Vergleich: In der Ems fließen in einem Jahr 2,5 Mrd. m³ Richtung Nordsee. (Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Ems mittlerer Durchfluss der Ems bei Versen (Nähe Meppen) = 80 m³/sek)
Durch den Einsatz von Wasserstoff werden andere Formen der Energieerzeugung reduziert. Denn auch die Förderung von Erdöl und Erdgas, die Erzeugung von Kernkraft und die Erzeugung von Strom in Kohle- und Gaskraftwerken verbrauchen Wasser. Im Projekt GET H2 Nukleus wird der Elektrolyseur zur Erzeugung von Wasserstoff in Lingen errichtet – das benachbarte Kernkraftwerk Emsland wurde bis Ende 2022 abgeschaltet. Dadurch gleicht sich der Wasserverbrauch für die Energieerzeugung aus. Für die Region sind keine negativen Auswirkungen zu erwarten. Im Vergleich zu einem Kohlekraftwerk ist der Wasserverbrauch eines Elektrolyseurs bei gleicher Leistung dreimal geringer. Der Deutsche Verein des Gas- und Wasserfachs (DVGW) hat 2023 eine Studie zu dieser Frage durchgeführt und ist zu dem Ergebnis gekommen, dass die Wasserressourcen für die geplante Erzeugung von Wasserstoff in Deutschland problemlos ausreichen. Hier geht es zu der Studie.
Es gibt Anwendungen, in denen fossile Energieträger nicht durch Strom ersetzt werden können. Das gilt zum Beispiel für Raffinerien, die chemische Industrie oder die Stahlerzeugung. Hier ersetzt der grüne Wasserstoff einerseits den sogenannten grauen Wasserstoff, der aus Erdgas erzeugt wird, wobei CO₂-Emissionen entstehen. Andererseits wird durch Wasserstoff der Einsatz von Kohle, Öl oder Gas überflüssig. Das sind die Anwendungen, in denen grüner Wasserstoff als erstes wirtschaftlich sein wird. Auch für synthetische Kraftstoffe, die z.B. CO₂-Emissionen im Schiffs- und Flugverkehr reduzieren können, ist grüner Wasserstoff notwendig. Strom ist bislang nicht in großen Mengen speicherbar. Über die Umwandlung zu Wasserstoff hingegen kann erneuerbarer Strom gespeichert werden, u.a. in bestehenden unterirdischen Kavernenspeichern. Der Transport von Wasserstoff in einem Pipelinenetz über weite Strecken ist sehr effizient. Da vielfach vorhandene Leitungen des Erdgasnetzes genutzt und auf Wasserstoff umgestellt werden.
Der zusätzliche Stromverbrauch durch die Elektrolyseure muss durch einen verstärkten Ausbau der Erneuerbaren Energien und durch eine Importstrategie für Erneuerbare Energien gedeckt werden. Im ersten Quartal 2024 wurden 58,4% Strom aus Erneuerbaren Energien in Deutschland erzeugt (Quelle: Statistisches Bundesamt). Dieser Anteil muss deutschlandweit weiter anwachsen. Es ist jedoch nicht sinnvoll, mit dem Beginn der Wasserstoffproduktion zu warten, bis der gesamte Strombedarf durch Erneuerbare Energien gedeckt ist. Denn sowohl die Stromerzeugung aus Wind und Sonne als auch die Stromnachfrage schwanken ganz natürlich. Um zu jedem Zeitpunkt die Stromnachfrage zu decken, müssten viele Wind- und PV-Anlagen gebaut werden. In sehr windigen oder sonnigen Phasen müssen dagegen bereits heute Anlagen abgeschaltet werden, um ein Überangebot auszugleichen. Wasserstoff macht es möglich, Strom aus Wind- und PV-Anlagen zu speichern, um die Erzeugungsschwankungen auszugleichen. Unabhängig von dem Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur wird die Erreichung der Klimaziele mit einem stark steigenden Strombedarf und einem notwendigen Ausbau dieser Kapazitäten einhergehen.
Welcher Strom für die Erzeugung von grünem Wasserstoff verwendet werden darf, wird in den sogenannten Strombezugskriterien geregelt. Die Betreiber der Elektrolyseanlagen müssen, z.B. mit Herkunftsnachweisen nachweisen, dass sie erneuerbaren Strom in gleicher Menge bezogen haben, wie der Elektrolyseur (und die Nebenaggregate) Strom verbraucht haben. Darüber gibt es Nachweise. Der importierte grüne Wasserstoff muss die gleichen Strombezugskriterien erfüllen wie der im Inland/in der EU erzeugte grüne Wasserstoff. Dies ist durch Zertifikate nachzuweisen und wird überprüft. Wichtig dafür sind auch Akteure wie die Stiftung H2Global, die mit Unterstützung der Bundesregierung internationale Importstrukturen für grünen Wasserstoff auf den Weg bringen soll.
Wichtig ist, dass der für Elektrolyseure eingesetzte Strom über Herkunftsnachweise als grün zertifiziert ist. Dann ist klar, dass er keine zusätzlichen CO₂-Emissionen verursacht: In gleicher Menge, wie der Elektrolyseur Strom verbraucht, wird auch Strom aus Erneuerbaren Energien erzeugt. Selbstverständlich müssen die Erzeugungskapazitäten für Erneuerbare Energien deutlich ausgebaut werden, damit der Bedarf gedeckt werden kann.
Langfristig ist nur grüner Wasserstoff nachhaltig. Zu Beginn wird es aber weder ausreichend Erneuerbare Energien noch ausreichend Elektrolyseure geben, um den Bedarf zu decken. Für eine Übergangszeit soll daher auch Wasserstoff aus z.B. Erdgas erzeugt oder importiert werden. Das dabei entstehende CO₂ soll verpresst und industriell genutzt oder unterirdisch eingelagert werden. Diese Nutzung von Wasserstoff aus anderen Quellen als Erneuerbarer Energie zum Start der Wasserstoffwirtschaft planen sowohl die Bundesregierung als auch die EU-Kommission in ihren Wasserstoffstrategien. Es ist aber klar, dass dies langfristig nicht mit dem Ziel der Klimaneutralität vereinbar ist und deshalb auslaufen muss. Wasserstoff aus Kernenergie ist nach Ansicht von Experten zu teuer und wird deshalb nicht marktfähig sein.
Es gibt zahlreiche Länder und Regionen, die ein großes Potenzial für Erzeugung und Export von grünem Wasserstoff haben. Rund 70% des Wasserstoffs, der in Deutschland eingesetzt werden soll, soll laut Nationaler Wasserstoffstrategie importiert werden. Ein maßgeblicher Teil davon wird Studien zufolge aus Norwegen, Frankreich und Spanien kommen. Die Bundesregierung hat aber auch mit Kanada, Chile, Australien, Marokko und anderen Ländern bereits Gespräche über einen Import von Wasserstoff geführt und Partnerschaften geschlossen. Wasserstoff aus europäischen oder an Europa angrenzenden Ländern, wie z.B. den nordafrikanischen oder den skandinavischen Ländern, kann über Rohrleitungssysteme importiert werden. Der Wasserstofftransport funktioniert dann ähnlich wie der inländische Transport oder der aktuelle Import von Erdgas. Wird Wasserstoff aus entfernten Ländern wie z.B. Australien oder Chile importiert, wird er per Schiff zu den deutschen und europäischen Häfen gebracht. Der Wasserstoff wird dann entweder transportiert in stark gekühlter, flüssiger Form, als sogenanntes Wasserstoffderivat wie z.B. Ammoniak oder gebunden an einen flüssigen Träger, einen Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC). An den Häfen wird der Wasserstoff wieder in Gas umgewandelt und in das Wasserstoffnetz eingespeist und verteilt.
Flüssigwasserstoff hat den Vorteil einer äußerst hohen Reinheit und einer vergleichsweise einfachen Handhabung am Importterminal. Die aufwendige Verflüssigung findet im Exportland statt, was den gesamten Prozess deutlich vereinfacht. Bei der LOHC-Technik wird ein in der Industrie bewährtes Thermalöl verwendet, um Wasserstoff sehr sicher und verlustfrei mittels Tanklaster, Schiff oder Zug zu transportieren. Das langfristige Rennen, in welcher Form Wasserstoff über sehr weite Strecken importiert wird, ist offen.
Deutschland verfügt nicht über die Erzeugungskapazitäten, um die prognostizierten Bedarfsmengen an klimafreundlichem Wasserstoff zu decken. Lieferungen aus dem Ausland sind unverzichtbar, um die benötigten Mengen sicherzustellen. Sie stellen grundsätzlich keinen Nachteil für die Energiesicherheit dar. Lieferverträge werden unter klaren Rahmenbedingungen geschlossen und sichern auch die Zertifizierung der Wasserstoffmengen ab.
Der Handel mit klimafreundlichem Wasserstoff erfolgt auf Basis klarer Vertragsbedingungen und Lieferkettenprozesse. Eine breite Streuung der Importmärkte sowie eine parallele Förderung des Aufbaus heimischer Produktions- und Speicherkapazitäten sorgen für größtmögliche Versorgungssicherheit im Wasserstoffmarkt. Im Vergleich zum Erdgasmarkt soll außerdem ein geringerer Anteil des benötigten Wasserstoffs importiert werden.
Beim Import von klimafreundlichem Wasserstoff gelten strenge Kriterien hinsichtlich Herkunfts- und Produktionsnachweisen. Durch Zertifizierungssysteme und transparente Handelsketten soll sichergestellt werden, dass die Produktion unter Einhaltung geltender Umwelt- und Sozialstandards erfolgt. Der Aufbau lokaler Wertschöpfung in den Partnerländern hilft zudem dabei, die Entwicklung von Expertise in diesem Bereich vor Ort voranzutreiben.
Wasserstoff ist ein zentraler Baustein für die Dekarbonisierung schwer zu elektrifizierender Sektoren wie Industrie, Schwerlastverkehr und Luftfahrt, in denen der direkte Einsatz von Strom nicht möglich oder nicht wirtschaftlich ist. Gleichzeitig leistet er einen wichtigen Beitrag zur Versorgungssicherheit, da er in großen Mengen und über lange Zeiträume speicherbar ist.
Projekte
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TransportH2 Leitung Vlieghuis-Ochtrup
Thyssengas realisiert bis 2027 eine grenzüberschreitende Wasserstoff-Leitung zwischen Vlieghuis in den Niederlanden und Ochtrup im Kreis Steinfurt in Nordrhein-Westfalen. Für das Projekt wird eine bestehende Erdgasleitung mit einer Länge von rund 53 Kilometern auf den Transport von Wasserstoff umgestellt. Die Leitung verbindet das entstehende deutschlandweite Wasserstoff-Netz mit den niederländischen Importhäfen Amsterdam, Eemshaven und Rotterdam sowie der Provinz Zeeland mit ihren Speichern und geplanten Produktionsanlagen. Das Leitungsvorhaben wird von Thyssengas als Fernleitungsnetzbetreiber durchgeführt und ist Teil des GetH2-Verbunds, der gemeinsam die Wasserstoff-Infrastruktur in Deutschland entwickelt. Die Inbetriebnahme der Wasserstoff-Leitung Vlieghuis-Ochtrup ist für Ende 2027 vorgesehen. Der Grenzübergangspunkt bildet einen zentralen Knotenpunkt für den grenzüberschreitenden Wasserstofftransport zwischen Deutschland und den Niederlanden.
Transport -
TransportSyneqt (GET H2 Nukleus)
Das Pipelinesystem von Syneqt verbindet den Chemiepark Marl und die Raffinerie Scholven in Nordrhein-Westfalen mit dem Wasserstoffkernnetz. Die Gesamtstrecke umfasst mehr als 50 Kilometer betriebsbereite Pipeline, davon wurden 41 Kilometer einer bestehenden Erdgasleitung auf Wasserstoff umgestellt. Ergänzend wurden neue Abschnitte errichtet, darunter eine drei Kilometer lange Pipeline durch den Chemiepark Marl sowie eine zehn Kilometer lange Verbindung nach Gelsenkirchen-Scholven zur Raffinerie. Das System ermöglicht den Transport von maximal 50.000 Tonnen Wasserstoff pro Jahr und bringt klimaneutralen Wasserstoff direkt zu industriellen Abnehmern. Das Projekt ist Bestandteil der Initiative GET H2 Nukleus und wurde von Evonik gemeinsam mit Partnern aus der Wasserstoff-Wertschöpfungskette realisiert. Ziel ist die Verbindung der klimaneutralen Erzeugung von grünem Wasserstoff in Norddeutschland mit industriellen Abnehmern in Nordrhein-Westfalen und Niedersachsen. Syneqt schloss die Arbeiten an der Pipeline-Gesamtstrecke von Legden über Marl bis Gelsenkirchen-Scholven in knapp zwei Jahren intensiver Projektarbeit ab. Dabei wurden sechs Stationen im Rahmen der Umstellung einbezogen. Die Pipeline stärkt die Rolle des Chemieparks Marl als Wasserstoff-Knotenpunkt.
Transport -
TransportmosaHYc Moselle-Saar-Hydrogen-Conversion
Das Projekt mosaHYc umfasst den Aufbau einer grenzüberschreitenden Wasserstoffinfrastruktur zwischen dem Saarland und der französischen Region Grand Est mit einer Gesamtlänge von rund 90 Kilometern. Im deutschen Abschnitt erfolgt der Neubau einer Wasserstoffleitung zwischen Leidingen und Dillingen an der Saar mit einem Innendurchmesser von circa 60 Zentimetern sowie die Reaktivierung einer bestehenden Leitung zwischen Völklingen-Fürstenhausen und Carling. Das Netz verbindet Elektrolyseure an den Standorten Carling, Fenne und perspektivisch Perl mit industriellen Abnehmern in der Großregion. Projektträger ist die Creos Deutschland Wasserstoff GmbH in Kooperation mit dem französischen Netzbetreiber naTran. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz bewilligte im Juli 2024 eine Förderung von 44 Millionen Euro, davon rund 31 Millionen Euro aus Bundesmitteln und der übrige Anteil vom Saarland. Baubeginn ist Anfang 2026 geplant, die Inbetriebnahme Ende 2027.
Transport -
Anwendung, ErzeugungSALCOS Salzgitter Low CO2 Steelmaking
Die Salzgitter AG stellt am Standort Salzgitter in Niedersachsen die Stahlproduktion auf Wasserstoff. Das Programm SALCOS® (Salzgitter Low CO2 Steelmaking) vermeidet die Entstehung von CO2 direkt im Produktionsprozess. Die erste Ausbaustufe besteht aus einer Direktreduktionsanlage mit 2 Millionen Tonnen Jahreskapazität, einem Elektrolichtbogenofen und einer 100-MW-Elektrolyseanlage zur Wasserstofferzeugung auf dem Werksgelände. Das IPCEI-Projekt wird mit über einer Milliarde Euro durch Bund und Land Niedersachsen gefördert. Der Produktionsstart ist für das erste Halbjahr 2027 geplant. Im ersten Schritt wird rund ein Drittel der Produktion auf das wasserstoffbasierte Verfahren umgestellt. Die vollständige Transformation bis 2033 soll die CO2-Emissionen um über 95 Prozent reduzieren.
Anwendung, Erzeugung -
Transport
Umstellung Leitungen 40b, 43 und 60
Die Leitungen 40b, 43 und 60 verbinden den Raum Lingen im Landkreis Emsland mit Bad Bentheim im Landkreis Grafschaft Bentheim in Niedersachsen und bilden einen wichtigen Abschnitt des entstehenden Wasserstoffnetzes GET H2 NETZ. Die drei Leitungsabschnitte umfassen insgesamt rund 51 Kilometer: Leitung 40b erstreckt sich über 22 Kilometer von der Station Messingen südöstlich von Lingen über den Netzknotenpunkt Schepsdorf bis zur Station Frenswegen nordwestlich von Nordhorn, Leitung 43 verläuft über 11 Kilometer von der Station Schepsdorf bis zur Station Holthausen II mit Anbindung zur bp Lingen, und Leitung 60 führt über 18 Kilometer von der Station Frenswegen bis zur Station Bentheim. Die Leitungen operieren mit einem Betriebsdruck von 70 bar. Die umgestellten Erdgasleitungen dienen dem Transport von grünem Wasserstoff aus Lingen, wo Wasserstoff aus Windstrom erzeugt werden soll, zu industriellen Abnehmern im nördlichen Ruhrgebiet. Das Projekt wurde von der Nowega GmbH umgesetzt und ist Teil des Projekts GET H2 Nukleus, das im Verbund mit den Partnern OGE, RWE und Evonik realisiert wird. Die Leitungen 40b und 60 sind seit der erfolgreichen Umstellung betriebsbereit und transportieren Wasserstoff.
Transport -
Transport
Umstellung Leitung 13
Die Umstellung der Leitung 13 umfasst eine bestehende Erdgasleitung mit einer Länge von ca. 31 km und einem Auslegungsdruck von 64 bar, die zwischen Emsbüren in Niedersachsen und Legden in Nordrhein-Westfalen verläuft. Die Leitung verbindet die Gemeinden Bad Bentheim, Ochtrup, Heek, Nienborg und Asbeck im Münsterland und wird schrittweise auf Wasserstofftransport umgestellt. Die Infrastruktur ist Teil des GET H2 Nukleus-Netzes und dient der Versorgung industrieller Abnehmer in der Region mit Wasserstoff. Das Projekt wird im Rahmen des IPCEI-Programms realisiert und durch Bundesmittel gefördert. Die Umstellung erfolgt in Partnerschaft mit regionalen Netzbetreibern und Energieversorgern, die das bestehende Leitungsnetz für den Wasserstofftransport ertüchtigen. Bis 2027 soll die vollständige Umstellung auf Wasserstoff abgeschlossen sein. Im Zuge des Projekts werden die Stationen Westerbauerschaft, Nienborg, Heek und Emsbüren sowie der Standort Ochtrup Wester zurück- und umgebaut. Zusätzlich entstehen Neubauten der Stationen Bad Bentheim, Ochtrup und Asbeck sowie eine Anschlussleitung in Legden.
Transport
H2 Leitung Vlieghuis-Ochtrup
Syneqt (GET H2 Nukleus)
mosaHYc Moselle-Saar-Hydrogen-Conversion