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Artikel - Energiewende

Wasserstoff: Schlüsselelement für die Energiewende

Einleitung

Für den langfristigen Erfolg der Energiewende und für den Klimaschutz brauchen wir Alternativen zu fossilen Energietr?gern. Wasserstoff wird dabei als vielf?ltig einsetzbarer Energietr?ger eine Schlüsselrolle einnehmen. Klimafreundlich hergestellter Wasserstoff erm?glicht es, die CO2-Emissionen vor allem in Industrie und Verkehr dort deutlich zu verringern, wo Energieeffizienz und die direkte Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energien nicht ausreichen.

Fu?r den langfristigen Erfolg der Energiewende und fu?r den Klimaschutz brauchen wir Alternativen zu fossilen Energietr?gern. Wasserstoff wird dabei als vielf?ltig einsetzbarer Energietr?ger eine Schlu?sselrolle einnehmen. Klimafreundlich hergestellter Wasserstoff (H2) und seine Derivate, bspw. Ammoniak (NH3) und Methanol (CH3OH), erm?glichen es, die CO2-Emissionen vor allem in Industrie, Kraftwerken und Verkehr deutlich zu verringern. Wasserstoff (H2) und seine Derivate werden ku?nftig vor allem dort eingesetzt, wo die direkte Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energien nicht ausreicht oder nicht m?glich ist.

Mit dem Ziel, die verschiedenen Akteure im Wasserstoffbereich bestm?glich zu unterstu?tzen, hat die Bundesregierung unter www.nationale-wasserstoffstrategie.de eine zentrale Wasserstoff-Webseite im Sinne eines ?One-Stop-Shop“ bereit gestellt.

Sie soll als erste Anlaufstelle dienen und enth?lt neben allgemeinen Informationen zum Thema Wasserstoff sowie zu Zielen und Ma?nahmen der Nationalen Wasserstoffstrategie erstmals einen kompakten überblick u?ber s?mtliche F?rderinstrumente der Bundesregierung, die den raschen Markthochlauf von Wasserstofftechnologien auf nationaler, europ?ischer wie auch internationaler Ebene unterstu?tzen und voranbringen sollen.

Die eigens eingerichtete Lotsenstelle Wasserstoff bietet zudem die M?glichkeit, sich telefonisch oder per Mail an erfahrene F?rderexperten zu wenden und so direkt die zum eigenen Vorhaben passenden F?rderoptionen zu finden. Konkrete Projektideen liefern daru?ber hinaus die Praxisbeispiele. Und per Anmeldung zu unserem Newsletter (siehe unten) bleiben Sie stets auf dem Laufenden, wenn neue Inhalte auf dieser Internetseite angeboten werden.

Robert Habeck, Bundesminister für Wirtschaft und Klimaschutz, bei Bosch

© Robert Bosch GmbH

Nationale Wasserstoffstrategie: Klimaschutz für den Industriestandort Deutschland

Neben den klimapolitischen Aspekten gilt es, mit der Wasserstoffstrategie schon fru?hzeitig auch einen Beitrag zur Diversifizierung der Energieimporte und damit zur Versorgungssicherheit Deutschlands zu leisten. Daru?ber hinaus geht es bei Wasserstofftechnologien auch um viele zukunftsf?hige Arbeitspl?tze, neue Wertsch?pfungspotenziale und einen globalen Milliardenmarkt. Deutsche Unternehmen sind in diesem Bereich bereits sehr gut aufgestellt, etwa bei der Brennstoffzelle und der Elektrolyse fu?r die gru?ne Wasserstofferzeugung. Ziel ist, dass Deutschland bei Wasserstofftechnologien eine globale Vorreiterrolle einnimmt.

Die Bundesregierung hat deshalb im Juni 2020 eine Nationale Wasserstoffstrategie mit einem Aktionsplan beschlossen. Zur konsequenten Umsetzung und Weiterentwicklung der Strategie wurde eine flexible und ergebnisorientierte Governance-Struktur geschaffen. Im Mittelpunkt steht der Nationale Wasserstoffrat, der erstmals am 09. Juli 2020 zu seiner konstituierenden Sitzung zusammen trat und fortlaufend ber?t.

Die Strategie verfolgt insbesondere folgende Ziele:

  • Klimafreundlich hergestellten Wasserstoff, insbesondere aus erneuerbaren Energien, und seine Folgeprodukte als Schlüsselelemente der Energiewende etablieren, um Dekarbonisierungsprozesse in bestimmten Bereichen vollenden zu k?nnen.
  • Die regulativen Voraussetzungen für einen Markthochlauf der Wasserstofftechnologien schaffen, das hei?t inl?ndische M?rkte für die Erzeugung und Verwendung von Wasserstoff erm?glichen. Dabei liegt der Fokus auf solchen Bereichen, die bereits nahe an der Wirtschaftlichkeit sind oder die sich - nach derzeitigem Stand der Technik - nicht anders dekarbonisieren lassen, wie bestimmte Industrie- und Verkehrsbereiche (Luft-, Schiffs-, Fernlastverkehr).
  • Mit dem Aktionsplan die Kosten bei der Umsetzung von Wasserstofftechnologien senken, um globale M?rkte anzusto?en.
  • Deutsche Unternehmen und ihre Wettbewerbsf?higkeit st?rken, indem Forschung und Entwicklung und der Technologieexport rund um innovative Wasserstofftechnologien forciert werden.
  • Die zukünftige nationale Versorgung mit Wasserstoff aus erneuerbaren Energien und dessen Folgeprodukten sichern und gestalten. Das hei?t, neben heimischen Erzeugungspotenzialen verl?ssliche internationale Partner – mit Schwerpunkt EU – für die Gewinnung und den Transport von Wasserstoff finden beziehungsweise entsprechende Kooperationen und Importstrukturen aufbauen. Dies bietet zudem die Chance zum Ausbau des EU-Energie-Binnenmarkts sowie zur Kooperation mit sonnen- und windreichen Entwicklungsl?ndern, die ein hohes Potenzial an erneuerbaren Energien haben – von ihnen k?nnte Deutschland sogenannten "grünen Wasserstoff" importieren. übergangsweise wird auch ein europ?ischer Markt für CO2-neutralen Wasserstoff entstehen (sogenannter ?blauer“ oder ?türkiser“ Wasserstoff), der den Markthochlauf von Wasserstofftechnologien anwendungsseitig beschleunigen wird (zum Beispiel in der Stahlindustrie).

Das Bundeskabinett hat im Juli 2023 die Fortschreibung der Nationalen Wasserstoffstrategie beschlossen und hiermit die Strategie aus dem Jahr 2020 an aktuelle Entwicklungen angepasst und weiterentwickelt. Daneben wird derzeit eine Importstrategie fu?r Wasserstoff und dessen Derivate erarbeitet.

Die Fortschreibung der Nationalen Wasserstoffstrategie verfolgt folgende Zielbilder fu?r 2030:

  • Beschleunigter Markthochlauf von Wasserstoff: Der Markthochlauf von Wasserstoff, seinen Derivaten und Wasserstoffanwendungstechnologien wird deutlich beschleunigt und das Ambitionsniveau entlang der gesamten Wertsch?pfungskette massiv gesteigert.
  • Sicherstellung ausreichender Verfu?gbarkeit von Wasserstoff und seiner Derivate: Das Ziel fu?r heimische Elektrolysekapazit?t in 2030 wird von 5 GW auf mind. 10 GW erh?ht. Der restliche Bedarf wird durch Importe gedeckt. Eine gesonderte Importstrategie wird entwickelt.
  • Aufbau einer leistungsf?higen Wasserstoffinfrastruktur: Bis 2027/2028 wird u?ber die IPCEI-F?rderung ein Wasserstoffstartnetz mit mehr als 1.800 km umgestellten und neu gebauten Wasserstoffleitungen in Deutschland aufgebaut; europaweit kommen ca. 4.500 km hinzu (European Hydrogen Backbone). Mittels Erweiterung zu einem Kernnetz werden bis 2032 alle gro?en Erzeugungs-, Import- und Speicherzentren mit den relevanten Abnehmern in Deutschland verbunden.
  • Etablierung von Wasserstoffanwendungen in den Sektoren: Bis 2030 werden Wasserstoff und seine Derivate insbesondere bei Anwendungen in der Industrie, bei schweren Nutzfahrzeugen sowie zunehmend im Luft- und Schiffsverkehr eingesetzt. Im Stromsektor tr?gt Wasserstoff zur Energieversorgungssicherheit bei; durch auf klimaneutrale Gase umru?stbare Gaskraftwerke (H2-ready) und durch systemdienliche Elektrolyseure, insbesondere als variable und systemdienliche Stabilisatoren bzw. flexible Lasten. Zur perspektivischen Nutzung von Wasserstoff bei der zentralen und dezentralen W?rmeversorgung werden die Rahmenbedingungen aktuell im GEG, in der W?rmeplanung sowie im europ?ischen Gasmarktpaket weiterentwickelt.
  • Deutschland wird bis 2030 Leitanbieter fu?r Wasserstofftechnologien: Deutsche Anbieter bauen ihre Technologiefu?hrerschaft aus und bieten die gesamte Wertsch?pfungskette von Wasserstofftechnologien von der Produktion (z. B. Elektrolyseure) bis hin zu den unterschiedlichen Anwendungen (z. B. Brennstoffzellentechnologie) an.
  • Schaffung geeigneter Rahmenbedingungen: Koh?rente rechtliche Voraussetzungen auf nationaler, europ?ischer und m?glichst auch internationaler Ebene unterstu?tzen den Markthochlauf. Dies umfasst insbesondere effiziente Planungs- und Genehmigungsverfahren, einheitliche Standards und Zertifizierungssysteme, ausreichend ausgestattete und auf allen Ebenen koordinierte Verwaltung.

Bundesminister Robert Habeck besucht ein Wasserstoff-Labor in Bamberg

Wasserstoff-Infrastruktur

Kernnetz: Grundlage für Wasserstoff-Versorgung

Ein wichtiger Energietr?ger der Zukunft ist Wasserstoff. Damit er effektiv in Deutschland zug?nglich wird, ist ein Wasserstoff-Kernnetz als Grundgerüst notwendig, dem weitere Ausbaustufen des Wasserstoffnetzes folgen werden. Ziel ist, so deutschlandweit zentrale Wasserstoff-Standorte wie gro?e Industriezentren, Speicher, Kraftwerke und Importkorridore anzubinden.

Wasserstoff

© BMWK / Butzmann

Weitere Informationen in den "Kriterien zur Festlegung des Wasserstoff-Kernnetz-Szenarios"und in den FAQs.

H?ufig gestellte Fragen zum Wasserstoff-Kernnetz

1. Was ist unter ?Wasserstoff-Kernnetz“ zu verstehen?

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2. Wie gro? wird das Kernnetz sein?

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3. Wie nah ist der aktuelle Planungsstand am finalen Entwurf des Wasserstoff-Kernnetzes?

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Was ist Wasserstoff?

Die verschiedenen ?Farben“ des Wasserstoffs

Um die Energiewende weiter voranzubringen, sind innovative Technologien gefragt – die Wasserstofftechnologie ist dabei ein wichtiger Baustein. Die gro?en Vorteile von Wasserstoff und seinen Derivaten liegen darin, dass man mit ihnen Energie leicht speichern und transportieren kann. Dies erm?glicht eine deutlich gr??ere Flexibilit?t in der Energieversorgung.

Wasserstoff ist ein Gas und kommt auf der Erde vor allem in chemischen Verbindungen vor (Wasser, S?uren, Kohlenwasserstoffe, etc.). Wasserstoff kann auf unterschiedliche Art und Weise gewonnen werden. Je nach technologischem Herstellungspfad und eingesetzter Energie wird Wasserstoff in Deutschland u?blicherweise in unterschiedliche Farben eingeteilt: Je nach eingesetztem Strom wird bspw. zwischen ?gru?nem, grauen, blauen, tu?rkisem, roten und orangen“ Wasserstoff unterschieden.

Bei der strombasierten Herstellung von Wasserstoff mittels Wasserelektrolyse wird Wasser (H2O) in Sauerstoff (O2) und Wasserstoff (H2) aufgespalten. Dagegen wird elementar in der Erdkruste vorkommender Wasserstoff als ?wei?er“ Wasserstoff bezeichnet.

Derzeit wird weltweit der u?berwiegende Teil des Wasserstoffs noch aus Erdgas (CH4) u?ber das Verfahren der Dampfreformation (Steam-Methan-Reforming, SMR) gewonnen. Bei diesem Verfahren werden allerdings u.a. Kohlenstoffdioxid (CO2)-Emissionen freigesetzt. Den so hergestellten Wasserstoff (H2), nennt man auch ?grauen“ Wasserstoff. Wird bei dieser Art der Gewinnung zur Reduktion des Emissionslast CO2 abgeschieden und gespeichert (Carbon Capture and Storage, CCS), spricht man von ?blauem“ Wasserstoff. Daneben wird an der gro?skaligen Herstellung von so genanntem ?tu?rkisem“ Wasserstoff geforscht, bei dem der Kohlenstoff mittels Methanpyrolyse als Feststoff im Prozess abgeschieden wird. ?Roter“ Wasserstoff wird mittels Stroms aus Atomkraftwerken und ?oranger“ Wasserstoff auf Basis von Abfall- und Reststoffen erzeugt.

?Gru?ner“ Wasserstoff wird aus erneuerbarem Strom gewonnen und ist entsprechend besonders klimafreundlich und auf Dauer nachhaltig. Ziel der Bundesregierung ist es somit, eine zuverl?ssige Versorgung Deutschlands mit gru?nem Wasserstoff zu erreichen.

Klimaneutraler Wasserstoff

Fu?r die Herstellung von gru?nem Wasserstoff mittels Elektrolyse wird Strom aus erneuerbaren Energien wie Wind und Sonne verwendet werden. Dieses Verfahren wird auch als Power-to-Gas bezeichnet und ist eine der Technologien zur Sektorenkopplung (sog. Power-to-X-Technologien), durch die erneuerbarer Strom gespeichert und auch u?ber die direktelektrischen Anwendungen hinaus, z.B. in den Bereichen Industrie, Verkehr und Geb?ude, aber auch zur Ru?ckverstromung, genutzt werden kann.

Bei der Herstellung von Wasserstoff mittels Elektrolyse werden aktuell vier Technologien unterschieden: Die alkalische Elektrolyse (AEL), die Proton-Exchange-Membran Elektrolyse (PEM), die Anionenaustauschmembran-Elektrolyseur (AEM) und die Hochtemperaturelektrolyse (HTEL). Die alkalische Elektrolyse ist bereits seit u?ber einem Jahrhundert bekannt und kommerziell nutzbar, die PEM-Elektrolyse stellt eine deutlich ju?ngere Technologie dar, die ebenfalls kommerziell einsatzbereit ist. Gegenu?ber der AEL bietet die Technologie noch viel Potenzial fu?r technische Entwicklungen und Kosteneinsparungen. Entwicklungsresultate bei der AEM-Elektrolysetechnologie zeigen ihre Eignung, Wasserstoffproduktion aus regenerativem Strom in Zukunft massentauglich zu machen. Die HTEL befindet sich noch in der Pilotphase, ihr wird fu?r die Zukunft eine zunehmende Bedeutung zugerechnet.

H?ufig gestellte Fragen zur EEG-Umlage bei ?Grünem Wasserstoff“

Warum ist die EEG-Umlage wichtig für Wasserstoff?

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Welche M?glichkeiten haben die Hersteller von Wasserstoff, die EEG-Umlage zu senken?

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Kann zwischen diesen M?glichkeiten frei gew?hlt werden?

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Offshore-Windpark zum Thema Energiewende; Quelle: ABB

© ABB

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Pressemitteilungen

  • 17.11.2022 - Pressemitteilung - Energiewende

    Habeck: ?Erstes Importterminal für grünen Ammoniak kommt nach Hamburg - Standortentscheidung ist Wegmarke für Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft“

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  • 15.11.2022 - Gemeinsame Pressemitteilung - Klimaschutz

    Deutschland beschleunigt den Klimaschutz durch weltweiten Aufbau grüner Wasserstoffwirtschaft

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  • 06.10.2022 - Gemeinsame Pressemitteilung - Klimaschutz

    Bundesministerien legen gemeinsame Eckpunkte für eine Nationale Biomassestrategie vor

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  • 07.10.2022 - Pressemitteilung - Klimaschutz

    Neuer F?rderaufruf des BMWK zur Beschleunigung der W?rmewende

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  • 05.10.2022 - Pressemitteilung - Energiewende

    Europ?ische Kommission genehmigt zwei wichtige Wasserstoffprojekte: BMWK darf grünen Wasserstoff bei BASF und Dekarbonisierung der Stahlproduktion bei Salzgitter f?rdern

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  • 04.10.2022 - Pressemitteilung - Energiewende

    Expertenkommission zum Energiewende-Monitoring nimmt in neuer Besetzung mit einer Analyse zum Strommarktdesign ihre Arbeit auf

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  • 04.10.2022 - Gemeinsame Pressemitteilung - Europ?ische und internationale Energiepolitik

    Gemeinsame Pressemitteilung:
    Minister Habeck und Minister Jetten zur Vereinbarkeit von Energiesicherheit und Klimaneutralit?t

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  • 28.09.2022 - Pressemitteilung - Klimaschutz

    Bundeskabinett beschlie?t Klimaschutzbericht 2022: Klimaschutzma?nahmen gewinnen an Tempo, aber bis 2030 noch Lücke zu schlie?en

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  • 27.09.2022 - Pressemitteilung - Erneuerbare Energien

    Bundesminister Habeck er?ffnet die weltweit gr??te Windenergie-Messe ?WindEnergy Hamburg“

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  • 15.09.2022 - Pressemitteilung - Europ?ische und internationale Energiepolitik

    Erste Wasserstofflieferung aus den Vereinigten Arabischen Emiraten in Deutschland eingetroffen

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  • 15.07.2022 - Gemeinsame Pressemitteilung - Energiewende

    Europ?ische Kommission genehmigt 41 Wasserstoff-Gro?projekte – Rückenwind aus Brüssel für vier erste Projekte aus Deutschland

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  • 12.09.2022 - Pressemitteilung - Europ?ische und internationale Energiepolitik

    ?Starker Zusammenhalt in der Energiekrise: Nordsee-Staaten vereinbaren in Dublin ambitionierten Offshore-Windausbau durch Kooperationsprojekte“

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  • 21.03.2022 - Pressemitteilung - Europ?ische und internationale Energiepolitik

    Bundesminister Robert Habeck: ?Wasserstoff-Zusammenarbeit mit den Vereinigten Arabischen Emiraten ausbauen“

    ?ffnet Einzelsicht

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