Windenergie : Die grüne Wasserstoffindustrie ist in Reichweite

Der technologische Schlüssel, um das Klima zu schützen, sind die erneuerbaren Energien. Die Windenergie trägt seit 40 Jahren dazu bei, dass sauberer Strom aus unseren Steckdosen kommt und ist mittlerweile unsere Hauptquelle bei der Versorgung mit Elektrizität. In vielen Bereichen können wir durch den Einsatz von grünem Strom unsere Klimabilanz weiter verbessern, beispielsweise durch den Einsatz von Wärmepumpen oder Elektroautos. Einige energieintensive Sektoren wie die Stahlproduktion oder den Flugverkehr werden wir jedoch nicht durch Elektrifizierung klimafreundlich machen können. Um ihren CO2-Ausstoß zu senken, brauchen diese Industrien einen anderen Energieträger: Wasserstoff – emissionsfrei produziert mithilfe erneuerbarer Energien. 

Um unsere Klimaziele in Deutschland zu erreichen, müssen wir die Produktion und Verwendung von grünem Wasserstoff innerhalb des nächsten Jahrzehnts vervielfachen. Die eingeschlagene Richtung mit der Nationalen Wasserstoffstrategie, den deutschen und europäischen Förderprogrammen sowie der Diskussion um ein gerechtes Preisschild für den Ausstoß klimaschädlicher Emissionen stimmt. Auch die Ambitionen der Industrie zur Entwicklung eines internationalen Wasserstoffmarktes in den nächsten zehn Jahren sind hoch. Industrie, Regierungen und Investoren müssen nun zusammenarbeiten; Zielen und Ambitionen konkrete Taten folgen lassen. Gemeinsam müssen wir ein Umfeld schaffen, in dem Innovationen gefördert werden, in dem die Marktnachfrage gestärkt und der Aufbau einer grünen Wasserstoff-Lieferkette gefördert wird. In unserem kürzlich veröffentlichten White Paper „Unlocking the Green Hydrogen Revolution“ skizzieren wir, welche Rolle die Windenergie und Siemens Gamesa dabei einnehmen wollen. 

Grüner Wasserstoff aus Onshore Wind bis 2030 wettbewerbsfähig

Werden Wasserstoff-Elektrolyseure mit Windturbinen verbunden, kann durch die unerschöpfliche Kraft des Windes ein nahezu unbegrenzter Vorrat an emissionsfreiem, kostengünstigem grünen Wasserstoff produziert werden. Vorher müssen wir aber in einigen Schlüsselbereichen die Weichen richtig stellen. Bei Siemens Gamesa glauben wir, dass grüner Wasserstoff aus Onshore-Wind bis 2030 und aus Offshore-Wind bis 2035 das Preisniveau von grauem Wasserstoff aus fossiler Produktion erreichen können. Ohne diese Preisparität kann grüner Wasserstoff nicht zu einer Hauptenergiequelle werden. Derzeit ist der teuerste Teil der Produktion der Antrieb der Elektrolyseure. Sinken die Energiekosten, wird grüner Wasserstoff günstiger und die Nachfrage steigt. In Deutschland allerdings verteuern insbesondere Steuern und Abgaben den Strom. Die niedrigen Stromgestehungskosten moderner Windenergieanlagen müssen im Markt endlich spürbar werden und sich auch im Preis von grünem Wasserstoff widerspiegeln. 

Bis 2050 erwartet der Hydrogen Council, dem mehr als 90 international führende Unternehmen aus den Bereichen Mobilität, Energie, Industrie und Finanzen angehören, dass die globale Nachfrage nach Wasserstoff 500 Millionen Tonnen erreichen wird. Damit der größte Teil davon grün sein wird, werden zwischen 3.000 und 6.000 Gigawatt neu installierter erneuerbarer Leistung erforderlich sein, die bisher noch in keinem Ausbauplan einkalkuliert sind. Heute sind im Vergleich dazu global gerade einmal 2.800 GW erneuerbare Kapazitäten installiert. Als Industrie- und Energiewendeland muss Deutschland den Ausbau der Windenergie daher deutlich stärker forcieren, wenn es Nummer 1 in der Welt bei Wasserstofftechnologien werden will, wie es Bundeswirtschaftsminister Altmaier angekündigt hat. 

Die Lieferkette eines entstehenden grünen Wasserstoffmarktes wird Elektrolyseure, Anlagen zur Wasseraufbereitung und Wasserstoffverdichtung sowie Wasserstoffnetze umfassen. Ein koordinierter Ansatz ist erforderlich, um Innovationen zu beschleunigen, die Leistung weiter zu verbessern und so bald wie möglich Preisparität zu gewährleisten. Ohne koordiniertes Wachstum in all diesen Bereichen wird die Lieferkette fragmentiert und kostspielig bleiben. 

Zusätzlich muss die Logistik eines durchgängigen grünen Wasserstoffmarktes berücksichtigt werden. Derzeit gibt es kein spezielles Wasserstoff-Pipeline-Netz für die Verteilung des Kraftstoffs an die Endverbraucher. In Europa werden jedoch ehrgeizige Pläne ausgearbeitet, um dieses Problem zu lösen. Der European Hydrogen Backbone Plan sieht ein Netz von 23.000 km Wasserstoff-Pipelines in ganz Europa bis 2040 vor. Hier ist die Zusammenarbeit zwischen dem öffentlichen und dem privaten Sektor über alle Märkte hinweg erforderlich, da Infrastrukturprojekte bekanntermaßen komplex sind, wenn nicht ein gemeinsamer und strategischer Ansatz verfolgt wird. 

Siemens Gamesa geht mit Pilotprojekten voran

Unser Projekt „Brande Hydrogen“ in Dänemark, bei dem wir eine Onshore-Turbine mit einem Elektrolyseur gekoppelt haben, ist seit Anfang 2021 in Betrieb und hat bereits Erfolge erzielt. Die Ergebnisse des Pilotprojektes verdeutlichen, dass grüner Wasserstoff ohne den Einsatz von Energie aus dem Netz erzeugt werden kann. Dieser sogenannte "Inselbetrieb" ohne Netzanschluss macht es möglich, windreiche aber entlegene Gebiete für die Wasserstoffproduktion zu nutzen und dabei die Kosten für einen Netzanschluss zu vermeiden – sei es an Land oder auf See.

„Brande Hydrogen“ erforscht auch die Integration neuer Batterietechnologien in die Turbine und den Elektrolyseur mit dem Ziel, die Leistungs- und Lastprofile von Windturbine und Elektrolyseur besser anzugleichen um somit bei gleicher installierter Kapazität die Wasserstoffproduktion deutlich erhöhen zu können. Wir arbeiten auch im Rahmen der deutschen Wasserstoff-Leitprojekte mit Siemens Energy an einer innovativen Offshore-Wind-zu-Wasserstoff-Lösung. Ziel des Projekts ist, Elektrolyseur und Offshore-Windenergieanlage zu einem integrierten System zu vereinen und damit die Vorbedingung für eine grüne Wasserstoffproduktion im großen Maßstab auf See zu schaffen. 

Die grüne Wasserstoff-Revolution verspricht nicht nur Klimaschutz, sondern auch Arbeitsplätze und Wertschöpfung. Daher ist es begrüßenswert, wenn sich viele Akteure an ihrem Aufbau beteiligen. So sind die norddeutschen Bundesländer mit ihrer eigenen Wasserstoffstrategie bestrebt, eine grüne Wasserstoffwirtschaft als zentrale Säule der Energie- und Verkehrswende aufzubauen. Auch das wegweisende Projekt AquaVentus, an dem Siemens Gamesa gemeinsam mit mehr als 50 Unternehmen arbeitet, will mit zehn Gigawatt Offshore-Produktionskapazität in der Nordsee bis 2035 einen wesentlichen Beitrag leisten. 

Die Klimaziele sind gesteckt, viele Leuchtturmprojekte werden geplant und auch gefördert. Worauf es nun ankommt ist, dass wir ganz praktisch und im Detail die Weichen für eine zügige Umsetzung stellen. Wir brauchen einen regulatorischen Rahmen, der nicht nur einzelne innovative Vorhaben ermöglicht, sondern auch Chancen kreiert, die globale wirtschaftlich erfolgreiche industrielle Anwendbarkeit dieser neuen Technologien zu beweisen. Dann bietet die grüne Wasserstoffindustrie die Chance für den Export von Knowhow und den klimaneutralen Umbau unserer Wirtschaft, damit wir unseren Kindern und Enkelkindern nicht nur eine lebenswerte Umwelt hinterlassen, sondern auch eine Basis für nachhaltigen Wohlstand.