Wasserstoff für den Schwerlastverkehr

Um die Energiewende zu meistern, müssen wir in der Lage sein, regenerative Energie effizient zu speichern und zu transformieren. Fossile Kohlenwasserstoffe gilt es sukzessiv durch regenerative Alternativen abzulösen. Wasserstoff (H₂) lässt sich sauber aus erneuerbaren Energien erzeugen und ist in großen Mengen speicherbar. Mit Wasserstoff ist eine räumliche und zeitliche Trennung der Energieerzeugung und der Energienutzung möglich, die Vorgaben dazu sind in der 37. Bundes-Immissionsverordnung festgelegt. Wasserstoff wird als Energieträger nicht nur im Verkehr genutzt, sondern kann in seiner Anwendung mit anderen Industriebereichen und der Wärmeerzeugung – vor allem über Kraft-Wärme-Kraftwerke und in Wärmenetzen – verknüpft werden.

Wasserstoff ist ein unabdingbares Speichermedium für volatilen regenerativen Strom und ein Enabler für die Sektorenkopplung, denn Wasserstoff wird in der Industrie, im Wärme- und Energiesektor sowie im Verkehrssektor benötigt. Fakt ist aber auch: Die Produktion von grünem Wasserstoff aus erneuerbarem Strom steckt noch in den Kinderschuhen. Für einen ambitionierten Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft und eine erfolgreiche Energiewende brauchen wir Farbenvielfalt (siehe nächster Absatz) und Technologieoffenheit.

Stichwort Technologieoffenheit: Die deutsche Automobilindustrie setzt auf den Wettbewerb der Technologien – batterieelektrische Antriebe sowie solche mit Wasserstoff werden eine entscheidende Rolle spielen. Hinzu kommen erneuerbare und CO₂-neutrale Kraftstoffe, die schwere Nutzfahrzeuge im Bestand defossilisieren können.

Langfristiges Ziel der Bundesregierung ist es, eine zuverlässige Versorgung Deutschlands mit grünem, auf Dauer nachhaltigem Wasserstoff zu erreichen. In der im Juli 2023 novellierten Nationalen Wasserstoffstrategie steht:

„Eine direkte finanzielle Förderung der Wasserstofferzeugung ist auf die Erzeugung von grünem Wasserstoff begrenzt. Um einen schnellen Aufbau und Hochlauf des Wasserstoffmarktes sicherzustellen und die erwarteten Bedarfe, insbesondere in der Transformationsphase, zu decken und so die technologische Umstellung auf Wasserstoff zu ermöglichen, werden, zumindest bis ausreichend grüner Wasserstoff zur Verfügung steht, auch andere Farben von Wasserstoff genutzt werden, insbesondere kohlenstoffarmer Wasserstoff aus Abfällen oder Erdgas in Verbindung mit CCS. Die Nutzung von grünem und, soweit in der Markthochlaufphase notwendig, kohlenstoffarmem blauem, türkisem und orangem Wasserstoff wollen wir auf der Anwendungsseite in begrenztem Umfang unter Berücksichtigung von ambitionierten THG-Grenzwerten, einschließlich der Emissionen der Vorkette sowie der Erhaltung des gesetzlichen Ziels der Klimaneutralität, auch fördern.“

Zur Erreichung der CO₂-Ziele im Straßenverkehr setzen nahezu alle Nutzfahrzeughersteller in den kommenden Jahren auf batterieelektrische und wasserstoffbasierte Mobilität. Die Brennstoffzelle und der Wasserstoffmotor stehen dabei im Blickfeld der Nutzfahrzeugindustrie, denn der Einsatz einer Brennstoffzelle oder eines Wasserstoffmotors ermöglichen die sichere Bewältigung großer Fahrstrecken bei kurzen Haltezeiten zum Nachtanken. Der Wasserstoffantrieb wird vor allem in den automobilen Anwendungsbereichen, die bislang nur von Verbrennungsmotoren abgedeckt werden können, eine wichtige Rolle spielen. Das gilt insbesondere im Schwerlastverkehr oder in Regionen mit unzureichend ausgebauter Ladeinfrastruktur.

Im Pkw-Bereich sind verschiedene Serienfahrzeuge auf den Straßen unterwegs. Im Nutzfahrzeugsegment sticht insbesondere der Stadtbus heraus. Mehrere Großstädte beweisen derzeit, dass Wasserstoff als Kraftstoff für den öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) eine klimafreundliche Lösung für die häufig in Ballungsgebieten auftretenden hohen Feinstaub-, Abgas- und Lärmbelastungen ist. Wasserstoff-betriebene Lkw und Sattelzugmaschinen werden in der zweiten Hälfte dieses Jahrzehnts sukzessive auf den Markt kommen. Eine Herausforderung bleibt jedoch vor allem die fehlende H₂-Tankinfrastruktur für schwere Nutzfahrzeuge sowie die hohen Kosten für grünen Wasserstoff.

Das Wasserstoff-Tankstellennetz in Deutschland ist in den letzten Jahren nur langsam gewachsen und zeigt große Lücken im Streckennetz des klassischen Straßengüterverkehrs. Mittel- und langfristig muss an einem dichten europaweiten H₂-Tankstellennetz gearbeitet werden, das Pkw und Lkw gleichermaßen berücksichtigt und neben Druckwasserstoff auch flüssigen H₂ bereitstellt. Die Alternative Fuels Infrastructure Regulation (AFIR) definiert hier den Rahmen zum Aufbau bis zum Jahr 2030 in ganz Europa. Darüber hinaus muss aber mehr getan werden. Hierfür ist die Stärkung gemeinsamer europäischer Initiativen wie „H₂ Mobility Europe“ notwendig.

Wasserstoff hat aber nicht nur Bedeutung im Verkehrssektor, sondern auch im Energie-, Industrie- und Stromsektor, beispielsweise bei Hochtemperaturprozessen in Fabriken und der Herstellung von grünem Stahl. Es ist deshalb entscheidend, dass der Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft schnellstmöglich erfolgt. Dies umfasst neben dem Aufbau des Wasserstoffkernnetzes auch die Beschleunigung von Planungs- und Genehmigungsverfahren (vor allem für die heimische Produktion), die Verabschiedung eines Zertifizierungsmechanismus für grünen Wasserstoff sowie langfristige und diversifizierte Energiepartnerschaften zur Deckung der Importbedarfe. Deutschland wird in den kommenden Jahren den Großteil seines Wasserstoffbedarf importieren, weshalb der Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft mindestens europäisch gedacht werden sollte.