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Die Wasserstoffwende gewinnt für Deutschland und die Europäische Union (EU) immens an Bedeutung, da Wasserstoff Möglichkeiten bietet, schwer zu dekarbonisierende Bereiche wie Schwerindustrie, Luftfahrt und maritimen Handel in eine klimafreundliche Welt einzubinden. Zugleich besteht der Anspruch, Abhängigkeiten zu verringern, nachhaltige Entwicklung auszubauen und werteorientierten Handel zu etablieren. Drei radikale, aber plausible Szenarien illustrieren die Geopolitik des Wasserstoffs: H2-Neuordnung skizziert eine Verschiebung von Macht, Industrie und Technologieführerschaft gen Osten, H2-(Un-)Abhängigkeit zeigt auf, wie ein europäischer Alleingang im Hinblick auf Wasserstoff zu neuen Abhängigkeiten führt, und H2-Imperialismus beschreibt die Dystopie einer von Hegemonen und Despoten dominierten Wasserstoffwende. Mit der Umstellung auf Wasserstoff werden sich Abhängigkeiten vermut­lich nicht verringern, sondern verschieben und verkomplizieren. Insbeson­dere die Rohstoffliefer- und Wertschöpfungsketten bekommen mehr Ge­wicht. Auch das entwicklungspolitische Potential des Wasserstoffhandels ist begrenzt, und seine Realisierung bedarf gezielter Anstrengungen. Die Wechselwirkungen zwischen Ressourcenverteilung, Produktions­potential und aktuellen geopolitischen Machtverhältnissen beeinflussen die Wasserstoffpolitik ebenso wie die Rolle von Akteuren entlang der Wertschöpfungskette. Relevante Akteure priorisieren oft sozioökonomische sowie geo- und industriepolitische Überlegungen. Deutschland und die EU müssen eine proaktive Wasserstoffstrategie ver­folgen, Präferenzen externer Akteure anerkennen und Partnerschaften pragmatisch gestalten, um Klimaziele durchzusetzen, die Industrie zu schützen und ihren globalen Einfluss zu bewahren. Unter den zu empfehlenden konkreten Maßnahmen geht es neben einer gezielten Technologieförderung darum, Abhängigkeiten sektorübergrei­fend und antizipativ zu managen. Diversifizierung ist dabei unerlässlich, flankierende Entwicklungspolitik wäre hilfreich. Wasserstoff-Governance, etwa im Rahmen einer "Wasserstoffallianz", ist insbesondere nötig, um geopolitische Risiken zu mindern und Investitionen am richtigen Ort zu platzieren. (Autorenreferat)

The German government has set targets to reduce greenhouse gas emissions by 40% by 2020, 55% by 2030, 70% by 2040 and 80-95% by 2050 compared to 1990 as reference year. As well as meeting other requirements, these targets can be achieved by raising the contri-bution of renewably-generated power to Germany's gross electricity consumption to 80% by 2050. Based on Germany's potential, intermittent energy sources (IES) such as on- and off-shore wind, as well as photovoltaics, are necessary sources that must be utilized in order to achieve these ambitious targets. Because of the intermittency of these sources, there will be times in which surplus power generated could be used for example for the transport sector. During these periods of surplus power, the storage capacity of hydrogen allows for a so-called "power-to-gas" concept whereby the surplus power can be used to produce hydrogen and oxygen by means of electrolyzers. The aim of this thesis is to identify and develop a market design that is characterized by high penetration levels of IES, supplemented by the use of hydrogen in the transport sector. Fur-thermore, the aim was to develop a model in which the electricity and gas sector, including a hydrogen pipeline grid, is represented so as to analyze and validate selected market designs. Therefore, potential electricity and gas markets, as well as the most important potential share and stakeholders of a hydrogen infrastructure, are analyzed. With the model developed in this thesis, an existing energy concept has been developed, analyzed and evaluated. In addition, the distribution of the hydrogen production costs was calculated by employing a Monte Carlo Simulation analysis. The developed energy concept relies on 170 GW onshore and 60 GW offshore wind capacity and these dominate the model. This leads to surplus power, especially in the federal states of Lower Saxony, Schleswig-Holstein and Mecklenburg-Hither Pomerania. To supply the estimated peak hydrogen demand in 2052 with 2.93 Million tons, a total capacity ...

"Im 21. Jahrhundert wird sich weltweit eine neue industrielle Revolution vollziehen. Kern dieser Revolution ist ein energietechnologischer Paradigmenwechsel, weg von fossilen hin zu regenerativen Energietechnologien. Dieser Paradigmenwechsel stellt die Politik nicht nur vor eine Vielzahl neuer Probleme, sondern bietet ihr auch eine ganze Reihe von Chancen. Eine dieser Chancen besteht darin, festgefahrene energiepolitische Dissense aufzulösen, indem über die Entwicklung und Nutzung neuer Energietechnologien auch neue energiepolitische Konsense gesucht und erarbeitet werden. In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, welche Konsenschancen sich aus einer der Schlüsseltechnologien des energietechnologischen Paradigmenwechsels, und zwar der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie, ergeben. Im Mittelpunkt der Untersuchung stehen dabei idealtypische Konsenspfade, vielgestaltige Konsensagenturen und die von diesen Agenturen erarbeiteten unterschiedlichen Konsenstypen. Dabei zeigt sich, dass die aus der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie erwachsenden Konsenschancen zugleich stabil und fragil sind." (Autorenreferat)

Im 21. Jahrhundert wird sich weltweit eine neue industrielle Revolution vollziehen. Kern dieser Revolution ist ein energietechnologischer Paradigmenwechsel, weg von fossilen hin zu regenerativen Energietechnologien. Dieser Paradigmenwechsel stellt die Politik nicht nur vor eine Vielzahl neuer Probleme, sondern bietet ihr auch eine ganze Reihe von Chancen. Eine dieser Chancen besteht darin, festgefahrene energiepolitische Dissense aufzulösen, indem über die Entwicklung und Nutzung neuer Energietechnologien auch neue energiepolitische Konsense gesucht und erarbeitet werden. In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, welche Konsenschancen sich aus einer der Schlüsseltechnologien des energietechnologischen Paradigmenwechsels, und zwar der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie, ergeben. Im Mittelpunkt der Untersuchung stehen dabei idealtypische Konsenspfade, vielgestaltige Konsensagenturen und die von diesen Agenturen erarbeiteten unterschiedlichen Konsenstypen. Dabei zeigt sich, dass die aus der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie erwachsenden Konsenschancen zugleich stabil und fragil sind. ; In the course of the 21st century, a new global Industrial Revolution is expected to take place. An energy-technological paradigm shift away from fossil fuel to regenerative energy technologies will play a decisive role in this Revolution, bringing with it not only new problems for policy makers, but also new opportunities. One area which could profit greatly from this paradigm shift is that of energy policy, where a point of stagnation has been reached. By developing and implementing new energy technologies, a new consensus in energy policy could be achieved. This paper analyses the prospects of such a consensus by examining one of the key technologies in the energy technology paradigm shift: hydrogen and fuel-cell technology. Central to the study are the ideally typical paths of consent, multifaceted consensus agencies and the various consensual types. The study reveals that the chances for consensus emerging from new hydrogen and fuel-cell technology are simultaneously stabile as well as fragile.

Die Brennstoffzellenfahrzeuge, so genannte F-Cells, sind in der vierten Generation unterwegs. Größe, Gewicht und Effizienz des Antriebsystems sind optimiert und die ersten Kinderkrankheiten überwunden, so hört man aus Entwicklerkreisen. Tatsächlich soll es bald Mercedes-Autos mit Brennstoffzellen zu kaufen geben, die auf Wasserstoffbasis emissionsfrei fahren. Der koreanische Hersteller Hyundai folgt dem ambitionierten Beispiel und kündigt die Serienproduktion für das Jahr 2014 an. Nach den Plänen von Toyota, Nissan und Honda soll ferner eine bezahlbare Fe-Limousine den europäischen Markt erobern. Technisch scheint die Ampel also auf Grün zu stehen und auch wirtschaftlich sind die Aussichten gut, weil erhebliche Kostenreduktionen durch Mengeneffekte sowohl bei den Produktionskosten für die Brennstoffzelle als auch bei den Kosten für die Herstellung von Wasserstoff zu erwarten sind. Dennoch ist ein Unbehagen zu spüren, das nicht die technische Performance oder die Kosten betrifft. Es lassen sich nach Meinung der Autoren zwei zentrale Herausforderungen für die Wasserstoffmobilität formulieren: Die erste besteht im Profil der neuen Technik, dem Besonderen und Attraktiven. Dabei kann die Energiewende zusätzliche Optionen und nicht zuletzt Chancen bieten. Die zweite Herausforderung folgt aus der Erkenntnis, dass bei komplexen technischen und anspruchsvollen Produktinnovationen die klassische Werbung und das übliche Marketing nicht ausreichen. Das Neue muss im wörtlichen Sinne erfahrbar werden - und zwar für viele Verkehrsteilnehmer und unter möglichst realistischen Bedingungen. (ICI2)

Ziel der bundesdeutschen Klimapolitik ist es, bis zum Jahr 2050 die Treibhausgasemissionen um mindestens 95% gegenüber 1990 zu reduzieren und somit weitestgehend Treibhausgasneutralität zu erreichen. Für das Erreichen einer treibhausgasneutralen Energieversorgung ist der Einsatz von Wasserstoff ein elementarer Baustein. Auf nationaler Ebene wurde von der Bundesregierung eine Wasserstoffstrategie formuliert, mit der die notwendigen technischen und ökonomischen Entwicklungen vorangetrieben werden. Schon heute verfügt das Land Nordrhein-Westfalen über eine funktionierende Wasserstoffinfrastruktur, mit der die industrielle Wasserstoffnachfrage bedient wird. Darüber hinaus wurden von der Landesregierung in Nordrhein-Westfalen bereits Initiativen und Projekte gestartet, welche die gesamte Wasserstoffversorgungskette in den Blick nehmen. Wie ein zukunftsweisendes Wasserstoffsystem für NRW ausgestaltet und etabliert werden kann sowie welche konkreten Handlungsfelder sich daraus ableiten lassen, sind wichtige Fragen, die es zeitnah zu beantworten gilt. Vor diesem Hintergrund beauftragte das Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen(MWIDE) das Forschungszentrum Jülich mit der Durchführung einer wissenschaftlichen Begleitstudie als eine der Entscheidungsgrundlagen für die Formulierung einer landeseigenen Roadmap Wasserstoff. Folgende Leitfragen standen hierbei im Fokus:$\bullet$ Welche Rolle spielt das Land Nordrhein-Westfalen in einem zukünftigen klimaneutralen Energieversorgungssystem in Deutschland? $\bullet$ Welche Transformationspfade und Handlungsfelder lassen sich für das Land NRW identifizieren, um die gesetzten Treibhausgasreduktionsziele zu erreichen? Welche No-Regret-Maßnahmen lassen sich identifizieren? $\bullet$ Welche Wasserstofferzeugungen und –nachfragen lassen sich für NRW identifizieren und quantifizieren? Wie muss eine adäquate Wasserstoffinfrastruktur ausgestaltet werden? $\bullet$ Welche Bedeutung besitzen innerdeutsche Wasserstofftransporte und ...

Zusammenfassend stellen die deutschen und europäischen Wasserstoffstrategien hohe und ambitionierte Zielvorgaben, die grundsätzlich als erreichbar angesehen werden können. Die Realisierung der dafür notwendigen hohen Investitionen hängt jedoch stark von den rechtlichen Rahmenbedingungen sowie den Standortfaktoren der Anlage ab. Erfolgsversprechend für die Anlagenplanung ist ein Ansatz, bei dem der zeitliche und räumliche Strombezug sowie die Wasserstoffverwendung von Beginn mitgedacht werden. Die daraus möglichen Kostenersparnisse haben das Potential, Wasserstoff gegenüber derzeit sehr kostengünstigen grauem Wasserstoff für die Industrie wettbewerbsfähig zu machen. Aus Sicht der CO2-Vermeidungskosten stellt Wasserstoff derzeit keine Konkurrenz zu beispielsweise Biodiesel dar – bietet perspektivisch jedoch umfangreichere Anwendungs-möglichkeiten und könnte sich somit in anderen Bereichen als kostengünstigste Klimaschutzmaßnahme durchsetzen. Darüber hinaus sind für das Erreichen dieser Ziele die in diesem Beitrag genannten Hemmnisse durch rechtliche Rahmenbedingungen zwingend abzubauen. Vor allem eine grundlegende Reform der Stromnebenkosten ist dringend nötig. Dies eröffnet umfangreiche Potentiale für eine wettbewerbsfähige Produktion von Wasserstoff. Für eine wirkliche integrierte Energiewende muss darüber hinaus Power-to-Gas grundsätzlich als Verbindungstechnologie definiert werden und nicht als Letztverbraucher. Weitere Stellschrauben sind Nutzung von Green PPAs und die Anerkennung des Emissionsminderungseffekts von grünem Wasserstoff im Rahmen der Treib-hausgasquotenverpflichtung. Wasserstoffimporte, beispielsweise aus sonnen- und windreichen Regionen außerhalb Europas, wo erneuerbare Stromentstehungskosten von bereits 2 €-ct/kWh möglich sind, werden trotz Transports wirtschaftlich attraktiv sein und langfristig einen bedeutenden Anteil der Wasserstofflieferung und damit einer zukünftigen Wasserstoffwirtschaft darstellen. Für eine langfristig gesicherte und nachhaltige internationale Versorgung wird bereits am Anfang von Wasserstoff-Partnerschaften erstens die Energiesituation eines Lieferlandes und die Vermeidung von Konkurrenzsituationen zwischen Wasserstoffelektrolyse und lokaler Stromversorgung zu berücksichtigen sein. Zweitens sind zu große Abhängigkeiten von einzelnen Ländern und deren politischen Risiken, wie bei der heutigen Erdölbeschaffung, zu vermeiden. Die aktuelle Förderung der heimischen Herstellung von Wasserstoff ist trotzdem richtig und wichtig, denn sie dient der technischen Weiterentwicklung und der Verringerung von interna-tionalen Lieferrisiken- und Abhängigkeiten.

Ein Beitrag von Tarkan Davarci Wasserstoff als Schlüssel zur Dekarbonisierung und als Heilsbringer zur Erreichung der Klimaziele – Technik und Markt würden dieses Problem lösen, so die FDP. Die Erwartungen der FDP sind hoch. Nicht nur E-Fuels sind hoch im Trend, auch Gasheizungen sollen immenses Potential für den Betrieb mit Wasserstoff bieten.Wasserstoff hat in den letzten Jahren nicht nur verstärkt das Interesse der FDP auf sich gezogen, sondern auch Regierungen, Unternehmen und die breite Öffentlichkeit schauen hin. Als potenziell emissionsarme Energiequelle wird Wasserstoff vermehrt als Lösung für die globalen Herausforderungen des Klimawandels und der Energiewende gepriesen. Doch die Frage bleibt bestehen: Ist der Wasserstoff-Hype lediglich auf politisches Drängen der FDP in den Fokus gerückt oder birgt Wasserstoff eine reale Chance, unsere Energieversorgung und energieintensive Wirtschaft nachhaltiger zu gestalten?Während die Erwartungen hoch sind, gibt es auch Realitäten, die die Einführung von Wasserstoff als saubere Energiequelle verlangsamen. Die Wasserstoffwende, die als Hoffnungsträger für eine nachhaltigere Energiezukunft gilt, scheint überhastet, verspätet, teuer und kompliziert zu sein – eine komplexe Herausforderung, die nicht unterschätzt werden darf.Die Klimaverträglichkeit der Wasserstoffumstellung hängt maßgeblich davon ab, wie dessen Herstellung erfolgt. 2020 wurden 55 bis 60 Terawattstunden (TWh) Wasserstoff in Deutschland verbraucht – aktuell hauptsächlich und ausschließlich in der Chemieindustrie ein gefragtes Gut. Ein Vergleich zur groben Einordnung: Im Jahr 2020 betrug die gesamte Bruttostromerzeugung in Deutschland 566,2 TWh.Aktuell stammt über 90 Prozent des in Deutschland genutzten Wasserstoffs nach wie vor aus chemischen Prozessen, bei denen Erdgas, Erdöl oder Kohle als Ausgangsmaterial eine Grundvoraussetzung darstellt. Diese enorme Aufwendung von fossilen Ressourcen feuert den Anstieg der Treibhausgasemission förmlich an, da scheint die Begrifflichkeit des "grauen" Wasserstoffs vielleicht nicht ganz treffend – "schwarzer" Wasserstoff dann doch eher.Schaffen wir es jedoch, dass Wasserstoff mithilfe von Ökostrom in einem Elektrolyseur erzeugt wird, spricht man von "grünem" Wasserstoff. Da scheint der Ruf nach einer Wasserstoffinfrastruktur dann gar nicht mehr so abwegig zu sein. Viele deutsche Windkraft-Rotoren werden bewusst aus dem Wind gedreht, um einen Blackout des Stromnetzes zu vermeiden, anstatt sie für die Erzeugung von grünem Wasserstoff zu nutzen – fachsprachlich wird das "aus dem Wind drehen" als "Einspeisemanagement" umschrieben. Von Januar bis März 2019 wurden so 3,23 Milliarden Kilowattstunden zwangsweise "Ge-Einspeisemanagement". Die zum Stillstand verurteilten Windräder hätten 930.000 Haushalte ein Jahr lang mit Strom versorgen können oder hätten für die Produktion von grünem Wasserstoff dienen können.Grün sollte der Wasserstoff also sein, doch eben dieser bleibt erstmal ein knappes Gut. Bis 2030 strebt man jedoch an, eine beträchtliche Menge grünen Wasserstoffs bereitzustellen. Verschiedene Szenarien von Industrie und Forschung präsentieren diverse Vorhersagen. Die Nationale Wasserstoffstrategie der Bundesregierung plant mit einem Volumen von ungefähr 110 TWh pro Jahr. Um diese Menge zu erzeugen, wäre nahezu die gesamte Strommenge erforderlich, die derzeit von Wind- und Solarparks erzeugt wird. Bis 2030 soll erneuerbare Elektrizität jedoch die Hauptenergiequelle in sämtlichen Bereichen werden – sei es für den Maschinenantrieb, das Heizen mittels Wärmepumpen oder den Einsatz von Elektroautos im Verkehr.Infolgedessen geht die Bundesregierung davon aus, dass etwa zwei Drittel des Wasserstoffbedarfs durch Importe aus dem Ausland gedeckt werden müssen. Diese Abhängigkeit scheint nichts Neues zu sein. Auch bisher mussten bereits zwei Drittel der in Deutschland verbrauchten Energie in Form von Öl, Gas und Kohle importiert werden. Es besteht jedoch ein wesentlicher Unterschied: Wasserstoff wird voraussichtlich deutlich teurer sein als fossile Energie. Bei Preisen von 6 Euro pro Kilo wäre die Wasserstoffenergie gut doppelt so teuer wie unsere derzeitigen Kraftstoffe.In Nationen mit reichlich vorhandener Wind- und Sonnenenergie könnten die Produktionskosten für Wasserstoff niedriger ausfallen. Allerdings könnte der kostspielige Transport per Schiff oder Pipeline dazu führen, dass der Preis letztendlich in ähnliche Höhen steigt. Dennoch ist klar: Wasserstoff wird teuer und knapp. Den erneuerbaren Strom direkt zu nutzen, wird deutlich günstiger sein als der Umweg über den Wasserstoff. Ob das den FDP-Wähler:innen gefallen wird?Die FDP setzt – ganz im Gegensatz zu den meisten Experten, Verbänden und Thinktanks – darauf, dass die enorme Nachfrage und Milliardeninvestitionen weltweit den grünen Wasserstoff sehr schnell ausreichend verfügbar machen werden. Auch wenn mich der maßlos übersteuerte Fetisch nach Wasserstoff-Investitionen der FDP nicht überzeugt, bleibt dennoch festzuhalten: ohne Wasserstoff wird es auch nicht funktionieren. Im Gegensatz zur "Schwarzen-Null-Politik" der FDP muss gesagt werden: es sollte uns kein Preis zu teuer sein im Kampf um den Erhalt unserer Erde, im Kampf um den Erhalt des guten Lebens.Quellen:Podcast: https://www.swr.de/swr2/wissen/die-wasserstoff-wende-teuer-verspaetet-kompliziert-swr2-wissen-2023-11-17-102.html https://taz.de/Technologieoffenheit-der-FDP/!5936043/ https://www.mdr.de/wissen/wie-klimaschedlich-ist-wasserstoff-klimawandel-energiewende-100.html https://www.tagesschau.de/wirtschaft/energie/wasserstoff-energiewende-klimaneutralitaet-faq-101.html

The German government has set targets to reduce greenhouse gas emissions by 40% by 2020, 55% by 2030, 70% by 2040 and 80-95% by 2050 compared to 1990 as reference year. As well as meeting other requirements, these targets can be achieved by raising the contribution of renewably- generated power to Germany's gross electricity consumption to 80% by 2050. Based on Germany's potential, intermittent energy sources (IES) such as on- and off-shore wind, as well as photovoltaics, are necessary sources that must be utilized in order to achieve these ambitious targets. Because of the intermittency of these sources, there will be times in which surplus power generated could be used for example for the transport sector. During these periods of surplus power, the storage capacity of hydrogen allows for a so-called "power-to-gas" concept whereby the surplus power can be used to produce hydrogen and oxygen by means of electrolyzers. The aim of this thesis is to identify and develop a market design that is characterized by high penetration levels of IES, supplemented by the use of hydrogen in the transport sector. Furthermore, the aim was to develop a model in which the electricity and gas sector, including a hydrogen pipeline grid, is represented so as to analyze and validate selected market designs. Therefore, potential electricity and gas markets, as well as the most important potential share and stake holders of a hydrogen infrastructure, are analyzed. With the model developed in this thesis, an existing energy concept has been developed, analyzed and evaluated. In addition, the distribution of the hydrogen production costs was calculated by employing a Monte Carlo Simulation analysis. The developed energy concept relies on 170 GW onshore and 60 GW offshore wind capacity and these dominate the model. This leads to surplus power, especially in the federal states of Lower Saxony, Schleswig-Holstein and Mecklenburg-Hither Pomerania. To supply the estimated peak hydrogen demand in 2052 with 2.93 Million tons, a total capacity ...