Kirsten Westphal, Susanne Dröge, Oliver Geden

Die internationalen Dimensionen deutscher Wasserstoffpolitik

SWP-Aktuell 2020/A 37, Mai 2020, 8 Seiten

doi:10.18449/2020A37

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Deutschland

Wasserstoff ist ein vielfältig einsetzbarer Energieträger, der in Politik und Wirtschaft im Kontext der Energie- und Klimapolitik gesteigertes Interesse geweckt hat. Die Bundesregierung will mit einer eigenen Strategie dessen künftige Verwendung in verschiedenen Wirtschaftsbereichen vorantreiben. Allerdings kann eine deutsche Wasserstoffpolitik nicht getrennt von Entwicklungen auf EU-Ebene und in anderen Mitgliedstaaten konzipiert, sie muss vielmehr europäisch ausgestaltet werden. Da Deutschland heute mehr als 70 Prozent seines Energiebedarfs importiert, hat eine solche energiepolitische Neuausrichtung zwangsläufig eine internationale Dimension. Insofern gilt es, sie entsprechend zu verankern. Die EU und Deutschland sollten bilaterale Partnerschaften und die multilaterale Governance voranbringen, um schritt­weise einen Markt für Wasserstoff zu schaffen.

Wasserstoff (H2) wurde in den Monaten vor Ausbruch der Corona-Krise beinahe schon als Allzweckmittel gehandelt, mit dem sich die Klima- und Energieziele erreichen lie­ßen. Zwar musste die Bundesregierung die Veröffentlichung ihrer lange angekündigten nationalen Wasserstoffstrategie krisen­bedingt zurückstellen. Doch die Idee einer wasserstoffbasierten Energiezukunft ist be­reits in vielen Vorschlägen für Post-Krisen-Konjunkturpakete präsent. Angesichts hoch­fliegender Erwartungen besteht die Gefahr einer unsanften Landung. Die Erwartungen rühren daher, dass H2 in etlichen Bereichen eingesetzt werden kann und eine vielfältige Wertschöpfungskette aufweist. Deren Glie­der sollten politisch, wirtschaftlich, tech­nisch und regulatorisch über Wertschöpfungsstufen und Landesgrenzen hinweg verzahnt werden. Die Erwartungen werden sich nur erfüllen, wenn die Beteiligten einen langen Atem haben, strategische Weit­sicht beweisen und pragmatisch vorgehen.

H2 ist multifunktional einsetzbar

Die H2-Wertschöpfungskette kann sehr un­terschiedliche Produktionsstufen umfassen. Die Umwandlung von H2 in verschiedene synthetische Brennstoffe erfolgt jeweils in hochkomplexen Modulen; diese variieren je nach eingesetzter Energieform, Technologie, der Stofflichkeit beim Transport (flüssig oder gasförmig, rein oder als Beimischung) und der Transportform. Dabei wird ent­weder reines H2 erzeugt oder es werden mit­tels Kohlendioxid (CO2) oder Stickstoff (N2) synthetische Brennstoffe wie Methan, Methanol, Fischer-Tropsch-Produkte oder Ammoniak hergestellt.

Aufgrund dieser Bandbreite lassen sich H2-Produkte an vielen Stellen des Energie­systems einsetzen. H2 kann auch als Speichermedium und Grundstoff dienen. Aus fossilen Energieträgern wie Gas und Kohle erzeugter Wasserstoff wird schon heute in Ölraffinerien oder etwa in der chemischen Industrie genutzt. Da Deutschland bislang mehr als 70 Prozent seines Primärenergiebedarfs mit Importen deckt, gibt es gute Gründe dafür, neben der Eigen­produktion auch auf den internationalen Handel zu setzen.

Deutschlands Wasserstoffdebatte

Da Deutschland eine klimaneutrale Ener­gieversorgung anstrebt, liegt der Fokus der deutschen Debatte auf dem sogenannten grünen Wasserstoff. Dieser wird durch Elek­trolyse aus erneuerbarem Strom hergestellt, wobei keine Treibhausgasemissionen ent­stehen. Hinzu kommt, dass zum einen die Kosten der Stromerzeugung aus erneuer­baren Quellen stark gesunken sind und zum anderen zeitweise Überschussstrom vorhanden ist, der aus Wind- und Sonnenenergie gewonnen wird. Darum wird in Deutschland intensiv diskutiert, mit diesem Strom H2 zu produzieren, ihn als Speicher­medium zu nutzen und in existierende Gas­netze einzuspeisen bzw. diese teilweise in H2-Netze zu konvertieren. Die hierzulande »grün« erzeugten Mengen werden aber laut Stu­dien nicht ausreichen, um den Bedarf an Wasserstoff und aus ihm hergestellten synthetischen Brennstoffen in einem klima­neutralen Energiesystem zu decken.

Während sich die deutsche Debatte auf die Erzeugung von »grünem Wasserstoff« konzentriert, ist das internationale Farben­spektrum breiter. Die größten Mengen werden derzeit aus Kohle oder Erdgas her­gestellt, was als »grauer Wasserstoff« bezeichnet wird; das dabei entstehende CO2 wird jedoch nicht abgeschieden und ver­presst (Carbon Capture and Storage, CCS). Besonders im Fokus steht blauer Wasserstoff, der mittels Dampfreformierung aus Erdgas gewonnen wird, in diesem Fall unter Einsatz des CCS-Verfahrens. Türkisfarbener Wasserstoff wird aus Erdgas mittels Pyro­lyse produziert, durch die Pyrolyse entsteht festes Karbon. Beides sind Verfahren mit vergleichsweise geringen Emissionen. Hin­zu kommen pinkfarbener Wasserstoff, der aus Kernenergie, und Wasserstoff, der aus Biomasse gewonnen wird. Nicht zuletzt existieren auch natürliche Vorkommen. Die Kosten für die Herstellung von grünem Wasserstoff waren 2019 um 3,6 Mal höher als jene für grauen Wasserstoff, blauer Was­serstoff war 40 Prozent teurer als dieser.

Überlegungen zu einer deutschen Wasserstoffstrategie haben sich aus dem »Dia­logprozess Gas 2030« entwickelt, den die Bundesregierung im Dezember 2018 gestar­tet hat. Er diente nicht zuletzt dazu, den Status gasförmiger Energieträger in einer sich dekarbonisierenden Energiewirtschaft zu klären. Damit ging das Signal einher, dass Deutschland bei der Einbeziehung aller Verbrauchssektoren in die Energiewende nicht ausschließlich auf direkte Elektrifi­zierung setzt. »CO2-freie und ‑neu­trale« gasförmige Energieträger sollen auch lang­fristig eine wichtige Rolle im Energiesystem spielen. Wasserstoff wird dabei als wichtiger Baustein gesehen, vor allem bei Prozessen und Endanwendungen, deren vollständige Dekarbonisierung technisch als sehr komplex und zu teuer gilt.

Wasserstoffstrategie und Klimapolitik

Die Diskussion über die Rolle von Wasserstoff – die in ähnlicher Form auch in vie­len anderen OECD-Ländern geführt wird – ist eine Folge umfassenderer Klimaschutz­planungen. Im Einklang mit dem Pariser Klimaabkommen, das vorsieht, in der zwei­ten Jahrhunderthälfte einen Zustand glo­baler Netto-Null-Treibhausgasemissionen zu erreichen, haben seit 2016 zahlreiche Regie­rungen nationale Nullemissionsziele be­schlos­sen, darunter Schweden, Großbritannien und Neuseeland. Auch die EU und Deutschland haben diesen Pfad inzwischen beschritten. Damit stehen konsequenterweise auch alle Branchen unter starkem Druck, zu skizzieren, welchen Weg zu Netto-Nullemissionen sie einschlagen wollen.

Energieintensive Unternehmen, zum Beispiel in der Stahlindustrie, planen oder betreiben bereits erste H2-Pilotanlagen. Damit wollen sie ihre Emissionen senken und künftig klimaneutral produzieren. Um diese Aktivitäten in eine nationale Klima­strategie einzufügen, bedarf es einer Ein­bettung in ein Gesamtkonzept für ein klimaneutrales Energiesystem. In Deutschland hängt dies entsprechend mit dem Aus­bau der Erzeugung erneuerbarer Energie zusammen, ebenso mit Infrastrukturplanung und der Vernetzung diverser Wirt­schaftssektoren bei der Energienutzung und ‑erzeugung (Sektorenkopplung). Je nach­dem, ob Wasserstoff gezielt oder brei­ter in der Industrie-, dem Transport-, dem Verkehrs- oder auch dem Wärmesektor ein­gesetzt wird, ergeben sich nicht nur unter­schiedliche Emissionsreduktionen, sondern auch unterschiedliche Dynamiken für einen Markthochlauf und letztlich auch unter­schiedliche Importszenarien.

Bis zur Verabschiedung des Bundes-Klima­schutzgesetzes galt eine Reduktions­zielmarke von mindestens 80 Prozent, zu erreichen bis 2050. Dabei stand der Strom­sektor sehr viel stärker im Fokus als die In­dustrie oder der Langstreckenverkehr. In der Energiesystem-Modellierung lässt sich in diesem Kontext eine klare Tendenz erken­nen: Je geringer die Spielräume für »Rest­emissionen« in Industrie und Verkehr sind, desto wichtiger wird die Sektorenkopplung und der Einsatz von Wasserstoff. Die nöti­gen Mengen an klimafreund­lichem Was­ser­stoff werden sich allerdings nicht voll­stän­dig in Deutschland produzieren lassen. Auch wenn die Zahlen in Stu­dien auseinander­gehen, ist doch deutlich, dass in signifikantem Umfang Importe nötig sein werden.

Die Bundesregierung muss noch im Ener­giewirtschaftsgesetz und bei der Gasnetz­zugangs­verordnung Regelungen treffen. Sie hat auch Spielraum bei der Förderung bevorzugter Verfahren zur Produktion des Wasserstoffs oder bei dessen Einsatzgebieten, was sich dann wiederum auf die Im­porte auswirken wird. Allerdings ist auf EU-Ebene über neue Gasmarktregeln sowie über regulatorische Grundsatzfragen zu entscheiden: Systeme für die Zertifizierung und den Nachweis der Herkunft bzw. die Emissionsintensität von Wasserstoff, Anpas­sungen im Emissionshandelssystem der EU (EU ETS) oder technologiespezifische Ände­rungen im Wettbewerbsrecht.

Wasserstoff im klimaneutralen Energiesystem der EU

Eine Dekarbonisierung der energieinten­siven Branchen mittels Wasserstoff sollte ebenfalls auf EU-Ebene vorangebracht wer­den. Bislang existiert unter den EU-Mit­gliedstaaten jedoch kein gemeinsames Grundverständnis von der künftigen Rolle des Wasserstoffs. Im Vorschlag der Kom­mission zum Europäischen Green Deal kommt H2 nicht vor, in ihrer Industrie­strategie nur in ersten Ansätzen.

Die Kooperation in der EU würde es ermöglichen, zügig regionale Industrie­cluster auf Wasserstoff umzustellen. Von dort aus ließen sich sukzessive die einzel­nen Module aus Produktion und/oder Im­port, Transport, Weiterverarbeitung und Nachfrage ausbauen und verzahnen. Würde die EU solche Fahrpläne definieren, wäre auch ein Markthochlauf konkreter zu skizzieren. Dafür würde sich die Region an den Grenzen von Nordrhein-Westfalen, Niedersachsen, Belgien und den Nieder­landen anbieten. Hier ließen sich Chemieindustrie und Raffinerien mittels (zum Teil) vorhandener Infrastrukturen – Rohrleitun­gen und Wasserwege – schrittweise über ein Transportnetz mit Häfen und Windparks verbinden.

Die EU kann und sollte aus industrie­politischer Sicht sowohl die Wasserstoffkette im Sinne einer Technologieführerschaft in der »Clean Hydrogen Alliance« vorantreiben, die von der Kommission anvisiert wird, als auch Normen und Standards setzen. Vor allem die Emissionsintensität einzelner Ver­fahren wird darüber bestimmen, welche Rolle Wasserstoff beim Klimaschutz in der EU spielen wird. Daher ist entscheidend, dass die EU eine entsprechende H2-Zertifi­zierung anstößt, um in Deutschland, aber auch in Europa die Akzeptanz für Wasserstoff zu gewährleisten. Das EU-Pilotpro­gramm, das Herkunftsnachweise für grü­nen und CO2-armen Wasserstoff anbietet, ist ein erster Schritt, um die jeweilige Emis­sionsintensität transparenter zu machen.

Auch für den internationalen Handel ist die Zertifizierung von Belang. Sie existiert im Rahmen der Erneuerbare-Energien-Richt­linie bereits für Biokraftstoffe in Kombina­tion mit EU-weiten Quoten für deren Bei­mischung. Die Erneuerbaren-Richtlinie der EU (RED II) sieht unter ande­rem vor, den Anteil erneuerbarer Energien im Verkehr bis 2030 auf 14 Prozent zu steigern, wobei die Mitgliedstaaten in der nationalen Umsetzung darüber hinaus­gehen können. Damit ließe sich etwa der vermehrte Einsatz strombasierter synthe­tischer Kraftstoffe sowie der Einsatz von grünem H2 in Raffinerien fördern. Die exak­ten Anrechnungsregeln muss die EU-Kom­mis­sion allerdings zuvor noch definieren.

In der internationalen Zusammenarbeit steht die EU also vor weiteren Herausforderungen. Zum einen gilt es, die außenwirtschaftlichen Aktivitäten der einzelnen Mit­gliedstaaten gegenüber Drittstaaten mehr miteinander in Einklang zu bringen (siehe unten). Zum anderen muss sie mit Blick auf die Wettbewerbsfähigkeit der energieintensiven Branchen – die durch Verwendung von H2 langfristig klimaneutral werden wol­len – einen Weg finden, die hohen Kosten für den Einstieg in wasserstoffbasierte Pro­duktion zu dämpfen. Hierfür gibt es ver­schiedene Optionen, die bei der Ausgestal­tung des Green Deal eine Rolle spielen.

Erstens sollte der rechtliche Rahmen für staatliche Beihilfen so gestaltet werden, dass direkte Subventionen für wasserstoffbasierte Produktion temporär zulässig sind. Zwei­tens besteht die Möglichkeit, im EU-Emis­sionshandelssystem über eine Ausstattung mit freien Zertifikaten den Kostendruck für die investierenden Unternehmen zu verrin­gern. Drittens könnte eine von der Kommis­sion derzeit geprüfte Abgabe für Importe (CO2-Grenzausgleich) in den energieinten­siven Sektoren dafür sorgen, dass die »sau­ber« produzierten europäischen Güter nicht durch Produkte vom Markt verdrängt wer­den, die mit emissionsintensiven Verfahren und Stromquellen hergestellt wurden.

Für die Bundesregierung ist die Zusammenarbeit in der EU entscheidend, wenn die Pilotprojekte zu einem Markthochlauf führen sollen. Das Angebot muss mit Hilfe größerer Anlagen steigen, denn diese pro­duzieren heute im einstelligen Megawatt-Bereich. Auf der Nachfrageseite kann nur EU-weit eine kritische Masse entstehen, die nötig ist, um Investitionsentscheidungen zu fördern. Zu verhandeln wäre darüber, wie der Markthochlauf finanziert und ob der Verkehrs- und der Wärmesektor in staat­liche Fördermechanismen einbezogen werden sollen. Außerdem ist zu klären, in welchem Umfang Investitionen in den Auf­bau einer europäischen Wasserstoff-In­fra­struktur Bestandteil eines europäischen Covid-Recovery-Programms sein sollen. Nicht zuletzt ist die EU-Gasmarkt-Regulierung an die Dekarbonisierung von Gas und die Ein­führung von H2 anzupassen, und die EU muss in ihren Zehnjahres-Netzentwick­lungsplänen Wasserstoff »mitdenken«.

Austausch mit Vorreitern

Für die konkrete Umsetzung von Projekten sind (zuerst einmal) bilaterale Partnerschaften Deutschlands denkbar. Als Kriterien für die Auswahl von Partnerländern bieten sich an: 1) der Stand der aktuellen Entwicklung von Wasserstofftechnologien; 2) gemein­samer Rechts- und Wirtschaftsraum, 3) be­ste­hende Infrastrukturen und Unternehmenskooperationen, 4) Potential und Grad des Ausbaus erneuerbarer Energien und 5) existierende Energiepartnerschaften und Handelsbeziehungen. Eine kritische Masse von Angebot und Nachfrage lässt sich nur dann zügig schaffen, wenn die einzelnen Wert­schöpfungsstufen und Module auf­einander ausgerichtet werden. Dann kann sich schrittweise ein Markt für H2 und seine Produkte entwickeln.

Im asiatisch-pazifischen Raum gehören Australien und Japan zu den internatio­nalen Vorreitern. Im Sommer 2020 soll eine erste Schiffsladung mit verflüssigtem Was­serstoff von Down Under nach Japan gehen. Australien gilt wegen seiner enormen Flächen und wegen seines großen Erneuerbare-Energien-Potentials als schlafender Riese in einer weltweiten grünen Wasserstoffökonomie. Australien verfügt mit seinen Terminals für den Flüssigerdgas-Export über Infrastruktur und Know-How, um Moleküle zu verflüssigen und zu transportieren. Derzeit wird der Wasserstoff dort aber aus Kohle produziert.

Südkorea und Kalifornien stechen mit Projekten und Zielverlautbarungen eben­falls hervor. Aufgrund seines enormen Erneuerbaren- und Rohstoffpotentials gilt auch Chile als vielversprechender Partner. Trotz der aus europäischer Sicht weiten Transportwege sind diese Länder wichtige Technologie- und Handelspartner, auch weil sie für multilaterale Regeln und Ab­kom­men offen sind. Ihre eigene Energie­nachfrage gilt als saturiert, wenn auch ihr Stromsektor weiter dekarbonisiert werden müsste. Mit diesen Vorreitern ist Austausch im Rahmen konkreter Projekte wichtig, aber auch die Zusammenarbeit, um die multilaterale Governance voranzubringen.

Nachbarschaftliche Kooperation

Norwegen und Großbritannien sind als Part­ner erste Wahl für die EU. Norwegen, das in der H2-Technologie-Entwicklung am weites­ten fortgeschritten ist, ist außerdem ein wichtiger Öl-, Gas- und Stromlieferant und Teil des europäischen Wirtschaftsraums. Großbritannien hat bereits Leucht­turmprojekte und ist Vorreiter bei der Um­stellung lokaler H2-Netze. Schließlich kann die Kooperation der Nordseeanrainer-Staa­ten auf grünen Wasserstoff setzen, der mit Offshore-Wind erzeugt wird. Der Aufbau dieser Erzeugungscluster kann dabei auf die Expertise von dort tätigen Winderzeugern und Öl- und Gasunternehmen bauen.

Geographisch und politisch liegen die Länder des Mittelmeerraums auch insofern nahe, als mit ihnen bereits Energiepartnerschaften bestehen. Sie könnten grünen Wasserstoff liefern, da ihr Potential für die Nutzung von Wind und Solarenergie groß ist. Von der Installation der Anlagen und von Exporteinnahmen würden sie profitieren. Allerdings erinnert der Optimismus, mit dem über Marokko, Tunesien, aber auch Algerien und Ägypten als Lieferanten diskutiert wird, an den Hype um die Deser­tec-Initiative, die vor gut einer Dekade in der deutschen Industrie und Öffentlichkeit große Aufmerksamkeit erregt hat. Die Vision besticht noch immer (SWP-Studie 3/2010). Heute wie damals gilt aber, dass zunächst die Stromnachfrage in den Ur­sprungsländern gedeckt werden muss, Denn nur so lässt sich dem Klimaschutz Rechnung tragen und eine Entwicklung verhin­dern, bei der grün erzeugter Wasserstoff exportiert wird, während fossile Brennstoffe die Stromversorgung vor Ort sichern.

Wenig im Fokus der Diskussion stehen bis­her Süd- und Südosteuropa und die Ukraine, die regulatorisch in den gemeinsamen Ener­giemarkt integriert sind. Ihre Infrastrukturen und bestehende Handelsmechanismen könnten genutzt werden. In­sofern sind sie ebenso wie die Länder des östlichen Mittel­meers und die Türkei als Standorte gut geeignet. Ihre nachhaltige Anbindung an die EU ist angesichts der vermehrten Einflussnahme Russlands, Chinas und der USA auch geostrategisch von Bedeutung.

Bereits existierende Unternehmens­kooperationen sind ein wichtiger Vorteil im Wettbewerb und verschaffen einen Zeit­vorsprung. In diesem Kontext wäre Russ­land ein interessanter Partner, der mit Blick auf eine internationale Wasserstoffökonomie viele Möglichkeiten bietet: Russland könnte auf H2-Technologien umstellen und einer der größten Produzenten weltweit werden. Dabei könnte es sowohl blauen als auch türkisfarbenen Wasserstoff aus Erdgas herstellen, hat aber auch ein hohes Wind­aufkommen und damit enormes Potential für die Erzeugung grünen Wasserstoffs. Nicht zuletzt existiert bereits eine Infrastruktur für den Gastransport in die EU.

Am Fall Russlands zeigt sich aber auch, dass momentan die Vorstellungen darüber auseinandergehen, wo und auf welcher Stufe der Wertschöpfungskette Wasserstoff hergestellt werden soll: Derzeit legt der Erdgaskonzern Gazprom weiterhin den Akzent auf den Export von Erdgas, aus dem erst in Deutschland Wasserstoff hergestellt werden solle. Für Gazprom ist das der ein­fachste Weg, das eigene Geschäftsmodell fortzuschreiben, doch gibt es dafür durch­aus auch technische Argumente. Gleichzeitig beschäftigt sich der russische Atomkonzern Rosatom bereits mit der Erzeugung von Wasserstoff. Das russische Beispiel illustriert die kniffligen Fragen, die mit der Zertifizierung und der Organisation der Pro­duktionsnetzwerke und ihrer einzelnen Stufen verbunden sind. Dabei sind die poli­tischen Beziehungen derzeit belastet: Die EU als Ganzes müsste sich auf das Vorhaben einlassen und vor allem einen glaub­würdigen regulatorischen Rahmen mit Lang­fristperspektive bieten. Damit könnte sie ein deutliches Zeichen setzen, dass sie außen- und wirtschaftspolitisch zu wechselseitiger Verflechtung bereit ist und einen Inter­essen­ausgleich in diesem Feld sucht.

Der Blick auf Russland macht auch deut­lich, dass die geopolitischen Konsequenzen einer globalen Wasserstoff-Ökonomie (siehe unten) von Beginn an mitzudenken und die Energiediplomatie Deutschlands und der EU entsprechend auszurichten sind.

Globale Kooperation gestalten

Eine weitergehende internationale Koope­ration Deutschlands und der EU ist ent­schei­dend, um einerseits ein größeres H2-Angebot zu schaffen und um andererseits technologische Fortschritte zu erzielen. Neben den bilateralen Partnerschaften soll­ten auch pluri- oder multilaterale Initia­tiven gestärkt werden, die den Wasserstoff­markt voranbringen würden.

Die bestehenden Governance-Strukturen verdeutlichen den Umstand, dass Wasser­stoff bislang eine Nischentechnologie ist. Es fehlt eine stringente Verortung der damit verbundenen Thematik: Plattformen für Dialog, Partnerschaften sowie Forschungs­kooperationen sind die Internationale Energie-Agentur (IEA), die Internationale Organisation für erneuerbare Energien (IRENA) und das Clean Energy Ministerial mit der Hydrogen-Initiative (in der die EU ver­treten ist, aber nicht Deutschland). IEA und IRENA bieten aktuelle Analysen zum Thema. Das einschlägige Technische Komi­tee der Internationalen Organisation für Nor­mierung (ISO/TC 197) legt technische Stan­dards fest, während sich das Hydrogen Council als Firmenzusammenschluss mit der Kommerzialisierung großtechnischer Lösungen und einem Roll-out befasst.

Das Problem ist also weniger, dass eine organisatorische Lücke besteht, sondern dass es bislang an Kohärenz und Steuerung fehlt. Es müssen also keine neuen Institu­tionen geschaffen werden. Vielmehr geht es darum, H2 höher zu gewichten und Kom­petenzen zwischen den Organisationen idea­lerweise klarer zu definieren. Das könn­ten die G20 leisten. Auf ihrem Gipfel in Japan 2019 spielte Wasserstoff eine promi­nente Rolle, doch sieht Saudi-Arabien als Gastgeber des Gipfels 2020 H2 als einen Bestandteil der vom Königreich propagier­ten Kohlenstoff-Kreislaufwirtschaft. Auch bei den G7 ist das Thema noch nicht nach­haltig verankert.

Als Forum zum Beispiel für einen Dialog über den Umstieg von fossilen Brennstoffen auf H2 und synthetische Brennstoffe könnte auch das Internationale Energieforum (IEF) genutzt werden. Der Energiecharta-Vertrag böte die Möglichkeit, Handel, Transport und Investitionen zu verregeln, falls der Prozess der Vertragsmodernisierung erfolg­reich verläuft und Wasserstoff neu in die Liste der Energieträger aufgenommen wird. Beides könnten Deutschland und die EU voran­treiben.

Physisch lässt sich der Wasserstoffmarkt über Cluster mit Zulieferstrukturen (hubs and spokes) aus Häfen, Raffinerie- und Che­miezentren ausbauen. In der Kombination mit Fracht- und Schiffsrouten könnten erste Wasserstoffarterien entstehen. Der Schiffs­verkehr (Kreuzfahrtbranche) käme als »cap­tive market« für die Rolle eines Schlüssel­abnehmers in Frage. Dieses Vorhaben ließe sich in der Internationalen Seeschifffahrts-Organisa­tion (IMO) voranbringen. Auf Sei­ten des Handels wird gleichzeitig deutlich, dass harmonisierte Pfade, Standards und Zertifikate für H2-basierte Brennstoffe und chemische Produkte erforderlich sind.

Um Angebot und Nachfrage über einzelne Wertschöpfungsstufen international zu organisieren, böten sich vertikal integrierte Projekte an. In der Vergangenheit genutzte Vertragsmodelle, die entlang der Kette auf­tretende Risiken austariert haben, könnten bei der Markteinführung helfen. Beispielhaft ist das Gröningen-Modell eines Lang­fristvertrags, bei dem der Preis an den eines Konkurrenzenergieträgers gebunden war und Minimal-Abnahme- und Zahlverpflichtungen bestanden. Dies hat es nach 1962 in Kontinentaleuropa ermöglicht, Erdgas im Energiemix einzuführen, sukzessive die dafür nötige Infrastruktur aufzubauen und die Bezugsländer zu diversifizieren.

Geopolitik des Wasserstoffs

Soll Wasserstoff eine Schlüsselkomponente eines klimafreundlicheren Energiesystems sein, ist es für Deutschland und die EU stra­tegisch wichtig, Technologieführerschaft auszubauen und zu behalten. Aufgrund neuer Vernetzungen, industrieller Verflech­tungen und Handelsbeziehungen wird es Gewinner und Verlierer geben. Gleichzeitig sind H2 und darauf basierende Brennstoffe Substitute für andere Energieträger. Vor allem aber würde eine Geoökonomie des Wasserstoffs neue Wettbewerbsvorteile schaffen und die internationale Arbeits­teilung verändern.

Der wichtigste Konkurrent mit Blick auf den Markthochlauf ist die Volksrepublik China. Sie wirft beim Wasserstoff ihre Marktgröße in die Waagschale. Schon heute ist das Land größter Produzent von aus Kohle gewonnenem Wasserstoff. H2 ist Teil der Industriestrategie »Made in China 2025«. China wird seine Konnektivitätsstrategie lang­fristig auch um die Wasserstoff-Kom­ponente ausbauen und die Produktionscluster entsprechend ausrichten. In wich­tigen Regionen mit hohem Erneuerbaren-Potential wie Nordafrika, Westafrika und Zentralasien ist die Volksrepublik im Strom­sektor in Erzeugung und Vernetzung prä­sent. Ähnlich wie bei Projekten zur Nutzung konzentrierter Solarkraft (CSP) wird China Joint Ventures nutzen, um seine Techno­logie- und Innovationsführerschaft voran­zutreiben. Diese neue geoökonomische Konkurrenz bestimmt das Umfeld, in dem Wasserstoff-Technologie entwickelt und Wertschöpfungsketten ausgebaut werden.

Zu den offensichtlichen Verlierern der Energiewende gehören die Öl- und Gas­industrie wie auch die öl- und gasreichen Länder. Sie könnten jedoch aufgrund ihrer Erfah­rung im Umgang mit Gasen und deren Verflüssigung sowie mit Offshore-Platt­formen wichtige Akteure beim Aufbau der H2-Wertschöpfungskette werden. Auch für Petrostaaten könnten sich darüber neue Einnahmequellen erschließen. Aus außen- und sicherheitspolitischer Sicht ist dies wichtig, um die Destabilisierung von Län­dern und ganzen Regionen zu verhindern. Doch auch klimapolitisch ist es rational, Russland, Saudi-Arabien & Co. für die Ener­gietransformation zu gewinnen. Diesen Ländern eine Perspektive in einem klima­neutralen Energiesystem zu geben ver­spricht eine dreifache Dividende: in der Klimapolitik, beim Heben von Wasserstoffpotentialen und in der Außenpolitik.

Inwieweit die Wasserstoffproduktion nicht nur ein neues Geschäftsmodell für die Petroindustrie sein, sondern auch zur Ent­wicklung in Afrika beitragen kann, gilt es indes abzuwarten. Die Erfahrungen mit der Desertec-Initiative lehren, dass es in einer ersten Phase wichtig ist, einzelne Leuchtturmprojekte mit verfügbaren Tech­nolo­gien schnell umzusetzen. Außerdem muss ein behutsames Erwartungsmanagement betrieben werden, das auf die langen Reali­sierungsphasen abhebt. Gleichzeitig ist ein Defizit auf europäischer Seite sichtbar geworden: Den Firmen fehlte es an strate­gischem Atem. In einem wichtigen Zu­kunfts­projekt haben europäische Firmen ihre Schlüsselposition verloren. Vor allem China kombiniert nun mit seiner »Belt and Road«-Initiative Infrastrukturprojekte mit strategischer Industrie- und Außen­wirtschaftspolitik.

Die industriepolitischen Implikationen sind in einer Welt geoökonomischer Riva­litäten mit ins Kalkül zu ziehen. Dem Inter­esse, große Mengen klimaneutralen Wasser­stoffs für die eigenen Industrien zu impor­tieren, steht nämlich das Interesse vieler potentieller Wasserstoffproduzenten ent­gegen, eigene Wertschöpfungsketten zu vertiefen. Australien oder Russland etwa könnten statt emissionsarmem Wasserstoff auch grünen Stahl exportieren. In Deutschland und der EU wäre dann eine Güter­abwägung vorzunehmen zwischen Klima­schutz und Industriepolitik. Die Debatte über diesen Zielkonflikt wird bislang noch nicht einmal in Ansätzen geführt.

Fazit

Momentan besitzen Deutschland und die EU eine Technologiebasis, die sich über die gesamte Wertschöpfungskette erstreckt. Insbesondere Deutschland könnte diese gute Ausgangsposition nutzen, um sich Wettbewerbsvorteile und Exportchancen zu verschaffen. Industriepolitische Effekte und internationale Wettbewerbssituation müs­sen daher bei den regulatorischen Rahmenbedingungen mitbedacht werden. Außerdem sollte der strategischen Bedeutung von H2-Technologien Rechnung getragen und die Wasserstoffindustrie vor Übernahmen aus Drittstaaten geschützt werden.

Ein verlässlicher und transparenter EU-Rahmen ist für die Industrie wie für poten­tielle Partner eine wichtige Voraussetzung. Darum ist es von zentraler Bedeutung, auf gleiche Ausgangsbedingungen in der EU, vor allem aber im globalen Rahmen hin­zuwirken. Insbesondere zum jetzigen Zeit­punkt, an dem das Angebot aufgebaut und die Nachfrage gesteigert werden müssen, besteht das Dilemma kollektiven Handelns auf verschiedenen wirtschaftlichen und politischen Ebenen.

Zunächst ist es auf EU-Ebene entscheidend, die »Clean Hydrogen Alliance« zu ver­wirklichen und eine europäische Roadmap zum Auf- und Ausbau der Wasserstoff­ökonomie zu formulieren. Dadurch würden verlässliche Rahmenbedingungen für Pro­jekte geschaffen und könnten größere Pilotprojekte und erste Wasserstoffcluster und ‑korridore unter dem gemeinsamen Dach der EU realisiert werden.

Um aber zügig konkrete Pilotprojekte international und mit ausgereiften Tech­nologien umzusetzen, ist Flexibilität erfor­derlich. Entscheidend ist dann nicht die Farbenlehre des Wasserstoffs, sondern die Vermeidung klimaschädlicher Emissionen in der Produktions- und Transportkette. Das Dilemma zwischen Markthochlauf und Klimazielen ließe sich dergestalt auflösen, dass in einer ersten Phase flexibel Produk­tionsarten anerkannt werden und danach sequentiell klimaneutralen ein Vorrang eingeräumt wird bzw. emissionsintensivere Herstellungsverfahren auslaufen. Die Zer­tifizierung könnte diese unterschiedlichen Phasen reflektieren. Ein solch atmendes Modell, das dabei entstünde, wäre aus in­dustrie- wie außen- und sicherheitspoliti­schen Gründen vorteilhaft. Die EU könnte übergangsweise auch emissionsarmen, mittels CCS bzw. Pyrolyse aus Erdgas gewonnenen Was­ser­stoff einbeziehen.

Nicht zuletzt ist die Covid-19-Krise eine Herausforderung für die politisch gesteuerte Transformation der Energiemärkte. Soll das langfristige Ziel eines dekarbonisierten Ener­giesystems nicht aus dem Blick gera­ten, gilt es, den Aufbau einer Wasserstoff­ökonomie mit ins Zentrum realwirtschaft­licher Investitionsprogramme zu stellen.

Dr. Kirsten Westphal, Wissenschaftlerin in der Forschungsgruppe Globale Fragen, leitet das Projekt
»Energiewende und Geopolitik«. Dr. Susanne Dröge ist Senior Fellow in der Forschungsgruppe Globale Fragen.
Dr. Oliver Geden ist Leiter der Forschungsgruppe EU / Europa.

© Stiftung Wissenschaft und Politik, 2020

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ISSN 1611-6364