Technologische Handlungsfelder

Für die bayerische Wasserstoffwirtschaft wurden mit den Partnern des Wasserstoffbündnisses die folgenden technologischen Handlungsfelder identifiziert. Diese sind für eine zukünftige H2-Wirtschaft von höchster Bedeutung und sollen im bayerischen Strategieprozess gemeinsam entwickelt werden. Die Handlungsfelder müssen verknüpft und gemeinsam technologieoffen entwickelt werden. Nur auf diese Weise entstehen leistungsfähige Wertschöpfungsketten für die deutsche Industrie.

Die Erzeugung von „nachhaltigem H2“ muss im industriellen Maßstab umgesetzt werden. Unter „nachhaltigem H2“ ist dabei die Erzeugung von Wasserstoff zu verstehen, bei der keine fossilen CO2-Emissionen freigesetzt werden. Wasserstoff kann durch Elektrolyse von Wasser mit erneuerbarem Strom produziert werden, aber auch durch die Umsetzung von Biomasse, die Reformierung von Biogas oder die thermische Spaltung von Erdgas mit anschließender Speicherung der kohlenstoffhaltigen Nebenprodukte. Der Fokus der Aktivitäten soll auf der Entwicklung und Skalierung von Elektrolyseanlagen sowie der Identifikation der optimalen Technologien für verschiedene lokale Gegebenheiten liegen. Aus der Demonstration unter verschiedenen Rahmenbedingungen sollen Rückschlüsse auf die Herausforderung einer Skalierung gezogen werden. Im Rahmen von internationalen Partnerschaften wird der Betrieb von Anlagen aus bayerischer Produktion im Ausland angestrebt – idealerweise mit dem Ziel, den Wasserstoff langfristig auch in Bayern zu verwenden.

Logistiktechnologien für Wasserstoff spielen eine Schlüsselrolle, da eine H2-Produktion in Vorzugsregionen den Transport des Wasserstoffs über lange Distanzen notwendig macht. Insbesondere sollten Logistiktechnologien, wo möglich, bestehende Infrastrukturen wie Gaspipelines oder bestehende Tanklager, Tankfahrzeuge und Tankstellen nutzen, um die Kosten der zukünftigen Wasserstoffwirtschaft möglichst gering zu halten. Es gilt, den erzeugten Wasserstoff möglichst verlustfrei und günstig auch über weite Strecken zu transportieren, um preiswerte, grüne Erzeugungspunkte mit hochwertigen Anwendungen zu verbinden. Bei allen Logistikanwendungen müssen viele Partner kooperieren: die Träger der technologischen Expertise, Anlagenbauer, Kommunen und viele weitere. Die Etablierung von Standards ist entscheidend für belastbare Geschäftsmodelle von H2-Nutzern, die auf Logistikanwendungen aufbauen. Insbesondere ist frühzeitig auch eine internationale Koordination nötig, um den zukünftigen internationalen Handel möglichst kostengünstig zu ermöglichen.

Besonders interessant sind H2-Anwendungen im Mobilitäts- und im Industriesektor. Hier können große CO2-Einsparpotenziale durch die Verwendung von Wasserstoff realisiert werden. In diesen Bereichen sind allerdings weiterhin Herausforderungen im Bereich der Verfügbarkeit von Produkten und Anlagen und punktuell auch in Bezug auf die Wirtschaftlichkeit zu meistern. Langfristig bestehen darüber hinaus große Potenziale im Gebäude- (Wärme) und Energiesektor (saisonale Speicherung). Der Schlüssel für den wirtschaftlichen Einsatz von Wasserstoff in den genannten Bereichen ist die Koordination mit den Handlungsfeldern H2-Erzeugung und H2-Logistik und die globale Perspektive. Denn die möglichst günstige Bereitstellung von Wasserstoff ist essentiell für die Wirtschaftlichkeit der Geschäftsmodelle. Besonders wichtig ist es, die technologische Expertise mit dem Anwender zusammenzubringen. Das kann Unternehmen betreffen, aber auch private Nutzer, die von Wasserstofflösungen profitieren, aber die nötige Kompetenz nicht selbst mitbringen.

Herausforderungen der Wirtschaftlichkeit sind insbesondere durch eine industrielle Fertigung von Schlüsselkomponenten einer zukünftigen H2-Wirtschaft zu lösen. Elektrolyseure, Brennstoffzellen und Wasserstoffspeicher werden immer noch in kleinen Stückzahlen gebaut. Eine deutlich effizientere Serienfertigung und die entsprechenden Fortschritte in spezifischen Produktionstechnologien werden hier den Durchbruch bringen. Daher ist auch der Aufbau und Ausbau von Forschungs- und Entwicklungsinfrastrukturen, z.B. zur Erprobung günstiger Fertigungsverfahren für Brennstoffzellen-Komponenten, ein wichtiges strategisches Anliegen. Entscheidend ist aber auch das Vertrauen auf den zukünftigen Absatz der Produkte. Dafür ist es zentral, Anwendungen zu identifizieren, in denen der Einsatz von H2 schon heute nahe an der Wirtschaftlichkeit ist, und über großskaligen Einsatz von Produkten, z.B. im öffentlichen Sektor, die Nachfrage zu stimulieren.