Hochtemperaturwärme für die industrielle Produktion wird oft mit fossilen Brennstoffen erzeugt, eine Elektrifizierung ist nur teilweise möglich. Um die Emissionen dennoch senken zu können, setzt Deutschland entschlossen auf Wasserstoff – die Schweiz agiert zurückhaltender.
Verfasst von Remo Bürgi
Bei den möglichen Lösungen für die Dekarbonisierung unseres Energiesystems gilt Wasserstoff seit einigen Jahren als vielversprechende Alternative zur Elektrizität. Ob in der Wärmeversorgung, im Verkehrsbereich oder in der Industrie: Wasserstoff kommt theoretisch für fast alle Anwendungen infrage. In der Praxis aber setzt sich die direkte Elektrifizierung in vielen dieser Einsatzbereiche schneller durch, insbesondere in der Wärmeversorgung und mehrheitlich auch in der Mobilität.
Wärmepumpen beheizen Gebäude effizienter und kostengünstiger als Brennstoffzellen und Blockheizkraftwerke; E-Fahrzeuge gehören heute schon ganz selbstverständlich zum Strassenbild, wohingegen die wenigsten Menschen je einem Wasserstoffauto begegnet sein dürften. Bleibt die Industrie: Sie erzeugt Prozesswärme im Hochtemperaturbereich weitgehend mit fossilen Brennstoffen. Mit Elektrizität ist das nur teilweise möglich – gelingt die komplette Dekarbonisierung mithilfe von Wasserstoff?
Bei unseren nördlichen Nachbarn ist man überzeugt, dass Wasserstoff künftig ein elementarer Bestandteil der Energieversorgung für die Industrie ist. Deutschland hat daher bereits 2020 eine nationale Wasserstoff-Strategie verabschiedet, die unter anderem Ziele für die Herstellung, den Transport und den Einsatz von Wasserstoff sowie Fördermassnahmen für das Erreichen dieser Ziele festlegt.
Die Umsetzung der Strategie soll nicht zuletzt durch den Aufbau einer entsprechenden Infrastruktur gelingen. Dazu gehört in erster Priorität das sogenannte Wasserstoff-Kernnetz. Es wurde im Oktober 2024 genehmigt und sieht vor, die wichtigsten Standorte für die Produktion und den Verbrauch von Wasserstoff an ein Netz anzuschliessen. Bis 2032 sollen rund 9000 km Leitungen in Betrieb genommen werden. Knapp zwei Drittel davon entfallen auf bestehende Erdgasleitungen, die man für den Transport von Wasserstoff anpassen muss. Beim restlichen Drittel handelt es sich um neue Pipelines.
Das Ziel lautet, über dieses Pipeline-Netz grünen Wasserstoff (siehe Ausklappelement) zu verteilen und so der Industrie einen emissionsfreien Energieträger zur Verfügung zu stellen. Ungefähr 30 Prozent des benötigten Wasserstoffs will Deutschland selbst produzieren, der Rest muss importiert werden.
Ob die Wasserstoff-Strategie wie geplant umgesetzt wird, scheint aber eher ungewiss. Das zentrale Problem dürften die Kosten sein: Wasserstoff ist deutlich teurer als die bisher verwendeten Energieträger wie Erdgas, vor allem grüner Wasserstoff. Dass der Wasserstoff-Preis in naher Zukunft stark genug sinkt, ist kaum vorstellbar, wie zum Beispiel der Experte Michael Liebreich in einem Podcast ausführt.
Das Fraunhofer Institut kommt in einer Studie zum Schluss, dass sich die Grosshandelspreise von grünem Wasserstoff bis 2050 halbieren könnten – doch damit wären sie immer noch zwei- bis dreimal so hoch wie jene von Erdgas. Viele Industriebetriebe in Deutschland (und anderswo in Europa) kämpfen bereits heute mit steigenden Ausgaben für die Energie und können es sich kaum erlauben, ihre Produktionskosten durch den Umstieg auf Wasserstoff weiter zu steigern. Ohne staatliche Förderung dürfte der Durchbruch in der Industrie deshalb kaum gelingen. Das gilt ebenso für das geplante Wasserstoffnetz: Gemäss einem Bericht des Spiegels investieren viele Energieversorger lieber in Stromspeicher als in die Transformation ihrer Gasleitungen in Wasserstoff-Pipelines.
Im Gegensatz zu Deutschland nimmt der Staat beim Thema Wasserstoff eine wesentlich weniger aktive Rolle ein. Zwar hat der Bundesrat Ende 2024 als Antwort auf zwei Motionen die «Wasserstoffstrategie für die Schweiz» (PDF) verabschiedet. Diese schafft gewisse Rahmenbedingungen, um eine Wasserstoffwirtschaft aufbauen zu können, und betont die Wichtigkeit der Anbindung ans geplante europäische Wasserstoffnetz. Für die Umsetzung verzichtet der Bund jedoch auf Zielwerte – im Sinne des Subsidiaritätsprinzips sei die Energieversorgung primär Sache der Energiewirtschaft. Doch gibt es in der Schweizer Industrie überhaupt Bedarf an Wasserstoff?
Hierzulande benötigen beispielsweise Firmen aus der Chemie- und Pharmabranche, aus der Zementindustrie oder auch aus der Metall- und Geräteindustrie Prozesswärme. Eine 2024 publizierte Studie von EBP Schweiz (PDF) im Auftrag des Bundesamts für Energie hat den zukünftigen Wasserstoffbedarf der Schweizer Industrie untersucht. Diese benötigt heute ungefähr 15 TWh Prozesswärme, wovon knapp die Hälfte durch fossile Energieträger bereitgestellt wird. Der Studie zufolge dürfte dieser Bedarf bis 2050 auf ungefähr 17 TWh ansteigen. Die Mehrheit davon kann man elektrifizieren, es verbleiben aber rund 7 TWh, die sich nicht mit Strom erzeugen lassen, vor allem im Bereich der Mittel- und Hochtemperatur-Prozesswärme.
Einen Teil des nicht elektrifizierbaren Prozesswärmebedarfs könnte grüner Wasserstoff abdecken. Gemäss der Untersuchung wird die Nachfrage 2050 zwischen 2,4 und 5,4 TWh betragen. Das Potenzial ist also vorhanden, die Entwicklung in der Realität hänge aber vom Preis, von der technischen Entwicklung und der Infrastruktur ab, fassen die Autorinnen und Autoren der Studie zusammen.
Und wie schätzt die Industrie selbst das Thema Wasserstoff ein? Ein Beitrag auf der Website des Branchenverbands «Swissmem» lässt auf zwiespältige Gefühle schliessen. Zum einen ist für die Industrie klar, dass Wasserstoff eine Lösung für die Dekarbonisierung von Hochtemperatur-Prozesswärme sein kann. Zum anderen tut sich die Branche schwer damit, konkrete Planungen für eine Umstellung anzugehen, solange keine zuverlässige Versorgung mit grünem Wasserstoff gesichert ist. Und nicht zuletzt wären die Transformationskosten für die Unternehmen sehr hoch, etwa wegen der nötigen Investitionen in Wasserstoff-fähige Brennöfen und die dazugehörige Infrastruktur vor Ort.
Die Einschätzung des Branchenverbands lässt das zentrale Problem beim Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft erkennen: Es fehlt an Sicherheit und Vertrauen. Solange nicht ausreichend grüner Wasserstoff produziert und/oder importiert wird, investiert niemand in die Infrastruktur oder neue Brennöfen. Dies wiederum verhindert, dass die Produzenten ihrerseits in den Ausbau der Herstellungsanlagen investieren. Um diesen «Teufelskreis» zu durchbrechen, müsste man wohl durch eine starke staatliche Förderung zusätzliche Anreize schaffen. Im Gegensatz zu Deutschland scheint die Schweiz dazu aber nicht bereit zu sein. Aufgrund der Unsicherheiten um den Wasserstoff ist das zwar verständlich, aber die Frage bleibt: Wenn nicht mit Wasserstoff, wie lässt sich die hiesige Industrie dann komplett dekarbonisieren?
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Shutterstock / J. Schelkle
Kommunikator ZFH, arbeitet bei Faktor Journalisten. Sein Schwerpunkt liegt auf den Themen Energie, Nachhaltigkeit und Mobilität.
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