Wasserstoff ist ein Schlüsselelement für die globale Energiewende. Das Element mit dem Symbol „H“ ist das häufigste chemische Element im uns bekannten Universum. Auf der Erde ist ein Großteil des Wasserstoffs in unseren Meeren, Ozeanen, Seen und Flüssen gebunden. Denn dort geht Wasserstoff eine Verbindung mit Sauerstoff ein – und wird so zu H₂O, also Wasser.

Was ist Grüner Wasserstoff?

Um Wasserstoff als Energieträger nutzen zu können, benötigen wir ihn als Gas. Dafür muss die Verbindung mit Wasser „rückgängig“ gemacht werden. Mithilfe von Strom kann der Wasserstoff vom Sauerstoff getrennt werden – Fachleute sprechen dabei vom „Abspalten“. Das Verfahren, mit dem das gelingt, nennt sich Elektrolyse oder auch „Power-to-Gas“. Wenn der dabei eingesetzte Strom „grün“ ist – also aus erneuerbaren Energiequellen stammt –, dann ist auch das Ergebnis „grün“. Mit der Energie aus Sonne oder Wind kann also klimaneutral Grüner Wasserstoff (FAQ Wasserstoff) produziert werden.

Hier kommt Australien als deutscher Wasserstoffpartner in der Nationalen Wasserstoffstrategie ins Spiel: Denn Deutschland hat zwar das technologische Know-how, aber nicht ausreichend Sonne und Wind, um den Bedarf an Grünem Wasserstoff alleine zu decken. Erneuerbarer Strom, der für Grünen Wasserstoff gebraucht wird, ist also auf absehbare Zeit ein knappes und teures Gut in Deutschland. Australien hat dagegen viel bessere Bedingungen: Neben etwa der doppelten Sonneneinstrahlung und sehr guten Windverhältnissen können auch riesige Landflächen genutzt werden, um erneuerbaren Strom zu gewinnen.

HySupply-Studie: Wasserstoff-Produktion, -Speicherung und -Transport – was ist machbar?

Australien und Deutschland wollen eine Wasserstoffpartnerschaft aufbauen und die Potenziale beider Länder nutzen. In der gemeinsamen Machbarkeitsstudie HySupply untersuchen Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft seit November 2020, wie der Grüne Wasserstoff von Australien nach Deutschland kommen soll. Dabei beziehen sie alle Schritte von der Produktion und Speicherung bis hin zum Transport und zur Verteilung und Nutzung in verschiedenen Anwendungsbereichen mit ein. Zudem betrachten sie auch volks- und betriebswirtschaftliche sowie naturwissenschaftlich-technische Aspekte ebenso wie regulatorische, rechtliche und logistische Rahmenbedingungen.

Koordiniert wird die Studie auf deutscher Seite von der acatech - Deutsche Akademie der Technikwissenschaften gemeinsam mit dem Bundesverband der Deutschen Industrie e.V. (BDI) und auf australischer Seite von der University of New South Wales. Das Bundesforschungsministerium fördert die Studie mit 1,7 Millionen Euro.

Die Studie ist zu dem Ergebnis gekommen, dass der Aufbau einer Lieferkette unter allen betrachteten Gesichtspunkten machbar ist.

HyGATE: Grünen Wasserstoff importieren, Klimaschutztechnologien exportieren

Im Februar 2022 haben das BMBF und die Australian Renewable Energy Agency (ARENA) zudem die Fördermaßnahme HyGATE auf den Weg gebracht, ein gemeinsames Instrument zur Förderung von Projekten, die innovative Grüne Wasserstofftechnologien entwickeln und demonstrieren. Die Förderung verfolgt zwei grundlegende Zielstellungen der Nationalen Wasserstoffstrategie: Erstens den Import von nachhaltigen Energieträgern und zweitens den Export von Klimaschutztechnologien „made in Germany“.

Das BMBF stellt im Rahmen von HyGATE insgesamt 50 Millionen Euro bereit. Davon sind 40 Millionen Euro für die deutschen Partner der vier ausgewählten Konsortien vorgesehen. ARENA beteiligt sich mit insgesamt 50 Millionen Australischen Dollar, was etwa 32 Millionen Euro entspricht. Diese Mittel fließen vollständig in die vier Projekte.

Wie lässt sich Grüner Wasserstoff nach Deutschland transportieren?

Je nach Distanz und Menge des transportierten Wasserstoffs sind unterschiedliche Transportmethoden sinnvoll. Für große Mengen über kurze Distanzen sind Wasserstoff-Pipelines die beste Option. Für mittlere und längere Distanzen wie bei Partnerschaften mit Afrika oder Australien bieten sich andere Methoden an, die derzeit in den Wasserstoff-Leitprojekten des BMBF erforscht werden, z. B. im Projekt TransHyDE.

Hochdruck-Speicher für Wasserstoff

Im TransHyDE-Projekt Mukran wollen Forschende einen innovativen Hochdruck-Kugelspeicher für Wasserstoff entwickeln. In Zukunft könnte so Wasserstoff gasförmig beispielsweise per Schiff, Zug oder Lkw transportiert werden.

Ammoniak als Transportmittel für Wasserstoff

Die TransHyDE-Projekte Campfire und AmmoRef erforschen das Potential von Ammoniak als Wasserstoff-Transportmöglichkeit. Ziel ist die industriell einsetzbare Bindung von Wasserstoff in Ammoniak für den Transport und die anschließende Wieder-Auslösung. Dafür werden in AmmoRef neue Katalysatoren erarbeitet, die u. a. mit weniger Edelmetall auskommen sollen als bisher. Campfire testet zudem Demonstratoren für die zentrale und dezentrale Nutzung von Ammoniak sowie Logistikstrukturen für den Ammoniak-Import und die -Verteilung.

Wasserstofftransport mit organischen Trägerflüssigkeiten (LOHC)

Im TransHyDE-Projekt Helgoland wird eine Wasserstoff-Logistikkette zwischen der deutschen Insel und dem Hamburger Hafen erforscht. In den Modellen soll der Wasserstoff-Transport mittels organischer Trägerflüssigkeiten - sogenannten LOHC - betrachtet werden. Dadurch lässt sich Wasserstoff transportieren wie Öl oder Kraftstoff und könnte mit bereits bestehender Infrastruktur verschifft werden. Die Forschenden wollen mit ihren Arbeiten eine Blaupause erschaffen, die an vergleichbaren Standorten weltweit die Etablierung einer LOHC-basierten Wasserstoff-Transportkette ermöglicht.