"Ohne grünen Wasserstoff werden wir unsere Klimaziele und die Energiewende nicht schaffen"

Im Interview mit Jan-Martin Wiarda spricht Stefan Kaufmann als Innovationsbeauftragter für „Grünen Wasserstoff“ über den Energieträger der Zukunft und gewährt dabei einen Blick hinter die Kulissen der internationalen und nationalen Energiepolitik.

Stefan Kaufmann, Innovationsbeauftragter Grüner Wasserstoff im Bundesministerium für Bildung und Forschung
Stefan Kaufmann, Innovationsbeauftragter Grüner Wasserstoff im Bundesministerium für Bildung und Forschung © Jens Oellermann

Die Fragen stellte Jan-Martin Wiarda. Das Interview ist am 12. April 2021 auf seinem Blog erschienen.

Herr Kaufmann, die Bundesregierung setzt voll auf "grünen Wasserstoff" und investiert Milliarden in die Technologieentwicklung. Wie erklärt sich diese Euphorie?

Weil wir unsere Klimaziele und die Energiewende ohne grünen Wasserstoff nicht schaffen werden. Wir brauchen ihn als Energiespeichermedium, weil die beste Batterietechnologie allein nicht reichen wird. Weil wir Strom schlecht speichern und transportieren können. Und weil wir für gewisse Anwendungsbereiche in der Industrie und der Mobilität ohne grünen Wasserstoff keine CO2-Neutralität erreichen werden. Deshalb haben ja nicht nur wir in Deutschland eine Wasserstoffstrategie verabschiedet, sondern mittlerweile 34 andere Länder auf dieser Welt auch. 

Was genau ist denn überhaupt grün an "grünem Wasserstoff"?

Sie können grünen Wasserstoff erzeugen, indem sie Wasser mithilfe erneuerbarer Energien aufspalten. Sie brauchen nur Wasser und Wind oder Sonne. Oder biogene Abfälle, die sie in umgerüsteten Biogasanlagen verwenden. Von blauem Wasserstoff reden wir dagegen, wenn fossile Brennstoffe, in der Regel Erdgas, zu seiner Erzeugung eingesetzt werden, das dabei freigesetzte CO2 aber aufgefangen wird und damit nicht in die Atmosphäre gelangt.

Und wenn das CO2 als Abfallprodukt in die Atmosphäre geht?

Dann ist das der sogenannte graue Wasserstoff. Und dabei werden große Mengen CO2 freigesetzt. Pro Kilogramm Wasserstoff etwa zehn Kilogramm Kohlenstoffdioxid. Genau das gilt es zu verhindern. Doch auch der blaue Wasserstoff hat Haken: Erstens können Sie bestenfalls 80 bis 90 Prozent des CO2 auffangen und in alte Gasvorkommen speichern. Zweitens wird Erdgas verwendet, bei dessen Förderung kleine Mengen entweichen. Hauptbestandteil des Erdgases ist Methan, das mindestens 25-mal klimaschädlicher als CO2 ist, so dass die kleinen Emissions-Mengen doch ins Gewicht fallen. Darum haben wir uns in Deutschland für grünen Wasserstoff entschieden. Wir sehen grünen Wasserstoff als Energieträger der Zukunft. 

Der grüne Wasserstoff klingt nach einer verlockenden Vision. Doch wie soll es möglich sein, ihn angesichts seiner blauen und grauen Konkurrenten zu konkurrenzfähigen Preisen zu erzeugen – noch dazu in den Mengen, die unsere Gesellschaft braucht? Und wer zahlt der Industrie den für den Einsatz von Wasserstoff nötigen Umbau ihrer Anlagen? 

Forschungsprojekte, darunter auch vom BMBF geförderte, haben gezeigt, dass sogar Hochöfen zur Stahlerzeugung mit Wasserstoff arbeiten können statt mit Koks. Es ist also machbar, aber, wie Sie richtig sagen, teuer: Pro Hochofen kostet die Umrüstung ungefähr 800 Millionen Euro, womit sich für alle fünf Stahlhersteller in Deutschland 20 bis 30 Milliarden Euro Gesamtkosten ergeben. Und das ist noch nicht alles. Die Umrüstung von Bussen und anderen Verkehrsmitteln kommt dazu. Was den Preis für grünen Wasserstoff angeht, hängt dann alles davon ab, wie stark wir die Kosten für die sogenannte Wasserelektrolyse, also seine Herstellung, runterbekommen können. Das wiederum hängt stark vom Kilowatt-Preis erneuerbarer Energien ab.

Wie viel teurer ist grüner Wasserstoff zurzeit?

Er wird bald erheblich billiger, weil wir jetzt die Befreiung der Elektrolyse von der EEG-Umlage hinbekommen haben. Trotzdem bleibt erneuerbarer Strom in Deutschland viel teurer als in Saudi-Arabien oder Australien. Insgesamt kostet die Herstellung von einem Kilo grünem Wasserstoff mit sechs bis acht Euro zurzeit etwa doppelt so viel wie blauer und bis zu achtmal so viel wie grauer Wasserstoff.  

Der Unterschied ist enorm.

Dieser liegt auch daran, dass Elektrolyseanlagen heute noch sozusagen in Handarbeit produziert werden. Deshalb gibt es "H2Giga", eines der drei vom BMBF mit bis zu 700 Millionen Euro finanzierten Leitprojekte, in dem wir alle drei etablierten Technologien zur Elektrolyse von Wasser in die Serienfertigung bringen. Nur so können wir den Sprung von der 10-Megawattanlage zu 50, 100 oder 200 Megawatt schaffen. Und bei all diesen Technologien haben deutsche Firmen eine führende Position auf dem Weltmarkt. Wir müssen also zeigen, dass auch eine Anlage mit 200 Megawatt im Dauerbetrieb funktioniert. Und dann mit den Anlagenkomponenten in die Serienfertigung gehen. Dadurch sind wir in der Lage, die Kosten zu senken und die erzeugten Mengen zu erhöhen. Bis wir mit rund drei, vier Euro pro Kilo den Preis des blauen Wasserstoffs erreicht haben und grüner Wasserstoff konkurrenzfähig ist. 

Bleibt die Abhängigkeit von Ökostrom-Importen für die Herstellung. Anderswo gibt es viel mehr Sonne, mehr Wind und insofern viel günstigeren Ökostrom.

Wir haben da als Bundesregierung verschiedene Ideen. Das Wirtschaftsministerium will zum Beispiel eine bestimmte Menge grünen Wasserstoff ausschreiben, und zwar weltweit. Vielleicht meldet sich dann Australien und bietet uns die Menge X zum Preis Y an. Dieser Preis wird immer noch über dem Kilopreis grauen Wasserstoffs liegen, doch die Preisdifferenz wollen wir aus einem Stiftungsfonds ausgleichen, damit sich der Bezug des eingekauften grünen Wasserstoffs lohnt für die deutsche Industrie.  

Wie viele Milliarden sollen denn für diese Preissubventionen draufgehen?

In dem Fonds sind zunächst eine Milliarde Euro. Das reicht natürlich nicht, und die nächsten fünf bis zehn Jahre werden noch schwierig, klar. Aber nehmen wir Saudi-Arabien: Dort hat man vor, 2025 grünen Wasserstoff für drei bis vier Euro pro Kilo zu liefern, da sind wir dann schon nah dran am Marktpreis. Und da ist die technische Skalierung, die wir anstreben, noch gar nicht berücksichtigt. Also: Es gibt einen weltweiten Markt, der hochläuft. Die großen Energie-Exporteure wie Australien oder Saudi-Arabien wollen weiter Geschäfte machen, ebenso viele andere auch. 

Deutschland bleibt also abhängig von anderen?

Wir importieren heute Energie und das wird auch in Zukunft so sein. Statt fossiler Energieträger werden wir mit grünem Wasserstoff erneuerbare Energie importieren, das ist der Unterschied. Beim grünen Wasserstoff rechne ich mit einer Importquote von 70 bis 80 Prozent– was dem entspricht, was wir schon heute an Primärenergie, vor allem Erdöl und Erdgas, importieren. 

Trotz all der erneuerbaren Energie, die man in Deutschland schaffen könnte?

Es gibt Dutzende von Szenarien über die Mengen grünen Stroms, die wir zur Erzeugung von grünem Wasserstoff zur Verfügung haben werden. Die Helmholtz-Gemeinschaft ging vergangenes Jahr sehr optimistisch davon aus, dass wir bis 2050 durch Sektorenkopplung, intelligente Steuerung und vieles mehr bis zu 50 Prozent des grünen Wasserstoffs in Deutschland herstellen können. Doch ehrlich gesagt kenne ich kaum einen Experten, der das für realistisch hält. Ich erwarte eher, dass wir unsere Produktionskapazitäten für erneuerbare Energien bis 2050 auf gut 1300 Terawattstunden verdoppeln könnten. In dem Fall wären wir in der Lage, 20 bis 30 Prozent des grünen Wasserstoffs selbst zu produzieren. Mehr nicht. Bedenken Sie, dass wir parallel den Ausstieg aus Kernenergie und Kohlekraft kompensieren müssen. 

Und welchen Anteil am Energiemix in Deutschland wird der grüne Wasserstoff dann haben?

Bis 2030 wollen wir unseren Primärenergieverbrauch auf 2800 Terawattstunden reduzieren. In der Wasserstoffstrategie gehen wir davon aus, dass 2030 etwa 100 Terawattstunden Wasserstoff benötigt werden, das wäre also noch im einstelligen Prozentbereich. Wenn davon das meiste grüner Wasserstoff wäre, wäre das ein Erfolg. Eine Vorhersage bis 2050 hängt von ganz vielen Faktoren ab: Wieviel können wir mit Energieeffizienz-Maßnahmen erreichen? Wieviel Wasserstoff wird im Wärmesektor benötigt? Welche industriellen Großprozesse lassen sich elektrifizieren und flexibel fahren? Trotz dieser Unsicherheiten ist aber jetzt schon klar: Ohne erhebliche Mengen an grünem Wasserstoff werden wir unsere Klimaziele nicht erreichen können, wollen wir uns nicht massiv einschränken.

Wenn ich Sie richtig verstehe, besteht die deutsche Wasserstoffstrategie am Ende darin, einen großen Teil des grünen Wasserstoffs zu importieren, den Partnerländern dafür aber im Gegenzug die zur Erzeugung nötige Technologie zu verkaufen? 

Das ist die Strategie. Eine Doppelstrategie sozusagen. Eine Exportstrategie für Technologien, eine Importstrategie für grünen Wasserstoff. Viele Länder mit hohem Potenzial an Erneuerbaren Energien brauchen Anlagenbauer, sie haben wenig eigene Industriekompetenz. Deutsche Unternehmen wie thyssenkrupp oder Siemens Energy sind derzeit weltweit mit führend, wir haben bei der Elektrolyse-Technologie einen Marktanteil von 15 bis 18 Prozent. Aber wir müssen schnell sein. 

Wie bekommen wir den grünen Wasserstoff überhaupt nach Deutschland?

Wir können ihn in Form von Ammoniak, von Methanol, von flüssigem Wasserstoff oder gebunden in einer Trägersubstanz wie LOHC über weite Strecken transportieren.

LOHC?

Das ist eine kohlenstoffbasierte Flüssigkeit, in der man den Wasserstoff bindet und der dann als gelartige Flüssigkeit in Tanks in alle Welt transportiert werden kann.

Haben Sie eigentlich keine Sorge, dass wir uns innovationspolitisch verrennen? Ist grüner Wasserstoff wirklich die Lösung, als die Sie sie verkaufen – oder schlicht die einzige Technologie, bei der Deutschland gerade vorn mit dabei ist? Was, wenn wir Milliarden und Abermilliarden investieren und noch mehr staatliche Subventionen fließen, und dann bleibt der weltweite Run auf die Technologie aus?

Ich bin davon überzeugt, dass der große Run kommt. Die Forschung macht enorme Fortschritte. Auch die Skalierung auf den Industriemaßstab wird funktionieren, da habe ich keinerlei Zweifel. Am wichtigsten ist aber, dass international die Zeichen auf Aufbruch stehen – siehe die 34 anderen Länder. Weltweit wurde erkannt, dass die Klimakrise bekämpft werden muss – und in vielen Sektoren kommen wir alleine mit Strom nicht weiter. Wasserstoff ist nicht Energieträger, sondern auch das Bindeglied zwischen Strom und Folgeprodukten, wie synthetischen Treibstoffen. Deswegen stehen weltweit bei Regierungen und Firmen die Ampeln auf Grün für Investitionen beim Thema Wasserstoff. 

Und was, wenn die Skalierung funktioniert, die Welt aber trotzdem lieber den blauen Wasserstoff in Norwegen und anderswo einkauft? Vielleicht auch, weil die Skandinavier sympathischere Geschäftspartner sind als die Saudis, die mit unseren Anlagen grünen Wasserstoff produzieren? 

Da kann ich Sie beruhigen. Nicht nur Saudi-Arabien, die halbe Welt hat mehr Sonne und Wind als wir, und in Sachen grüner Wasserstoff reden wir auch mit Australien, mit Staaten im westlichen und südlichen Afrika, Chile, Brasilien, mit der Ukraine oder Kanada. Bei den Saudis ist der Zeitdruck halt relativ hoch, weil sie für die Zeit nach dem Öl planen müssen und genügend Geld für die nötigen Investitionen haben. Aber natürlich haben Sie Recht: Wir müssen weiter unabhängig werden von den OPEC-Staaten. Doch die Liste der Partner wird immer länger: in Europa Schottland, Island, Portugal, Spanien. Dann mittelfristig Mittelamerika.  

Zum Beispiel in Afrika verfolgen auch die Chinesen bereits ihre Energieambitionen.

Aber anders, als wir es vorhaben. Mit Wasserstoff-Partnerschaften in Afrika eröffnen wir den Menschen vor Ort den Weg in globale Energiemärkte und zu mehr Wohlstand. Wir wollen gemeinsam mit den Menschen in Namibia, Südafrika oder im westlichen Afrika zunächst die nötige Wertschöpfung aufbauen. Deshalb wird es dort voraussichtlich nicht so schnell gehen wie etwa in Australien. 

Was mich skeptisch macht: Wenn der grüne Wasserstoff wirklich so attraktiv ist, wie Sie das sagen, warum bleiben die Norweger dann dem blauen Wasserstoff treu? Norwegen ist das reichste Land der Welt mit einem gewaltig großen Staatsfonds, die hätten Geld genug, in eine zukunftsträchtige Technologie zu investieren. 

Ja, aber warum sollten sie? Sie haben jetzt alles, was sie für die Herstellung von lukrativem blauen Wasserstoff brauchen. Warum also sollten sie zehn Jahre warten, um dann grünen Wasserstoff herzustellen, der immer noch teurer ist? Klar müssen wir in Europa die Klimadiskussion führen, aber da sind auch noch die Russen oder die Franzosen. Die nehmen für die Elektrolyse Atomstrom und reden auch von klimaneutralem Wasserstoff. Was entgegnen wir da? Das sind komplexe Diskussionen, so will ich es mal formulieren. 

Bevor wir der Welt die Technologie verkaufen, müssen wir, Sie sagten es, erstmal demonstrieren, wie gut sie funktioniert. Wie genau wollen Sie das tun? 

Die Herausforderung ist, dass es in Deutschland wenig Flächen gibt, die effizient für die Erzeugung von erneuerbarem Strom genutzt werden können. Die größten Potenziale liegen auf hoher See. Unser Plan ist, westlich und östlich von Helgoland große Offshore-Windparks zu entwickeln, inklusive Demonstrationswindkraftanlagen, wo integriert im Windrad aus Meerwasser Salz und Wasserstoff produziert und dann nach Helgoland geleitet wird. Das wäre eine Anlage, die in großem Stil Wasserstoff produzieren könnte und die wir überallhin auf der Welt verkaufen könnten, wo Wind weht. Wir entwickeln sie in unserem "H2Mare"-Leitprojekt. Bleiben wir noch kurz bei dem Beispiel. In Helgoland würde der Wasserstoff umgewandelt in LOHC, verschifft und am Zielort wieder in Wasserstoff zurückverwandelt. Und daran, an den dafür nötigen Infrastrukturen, Schiffen, Tanks und Leitungsnetzen, arbeiten wir in unserem "TransHyDE"-Leitprojekt. 

Wie ist der Stand bei den drei von Ihnen erwähnten Leitprojekten?

Insgesamt haben wir 230 Projektpartner aus allen Bundesländern gefunden, die Hälfte davon sind Industrieunternehmen. Die Konsortien bleiben aber offen für weitere Partner, was sie zu einer neuen, flexiblen Form der Forschungsförderung macht. Wir machen nicht einfach einmal eine Ausschreibung, und das war es dann. Die Wahl der Partner ergibt sich ja aus den immer neuen Fragen, die im Laufe der Zeit auftauchen. Das größte Projekt ist "H2Giga" mit 500 Millionen Euro Fördersumme. Die anderen beiden werden mit jeweils 100 Millionen finanziert.   

Verläuft denn die Zusammenarbeit der beteiligten Ministerien genauso reibungslos? 

Die sieben Milliarden Euro für die Wasserstoffstrategie wurden in der Tat auf die einzelnen Häuser und in insgesamt 38 Maßnahmen aufgeteilt. Das BMBF hat 700 Millionen erhalten, das Verkehrsministerium und das Umweltministerium jeweils rund 1,6 Milliarden Euro, wobei das Verkehrsministerium vor allem die Entwicklung von Tankstelleninfrastruktur sowie Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie übernommen hat, aber auch die Förderung regionaler Mobilitätskonzepte und alternativer Kraftstoffe. Das Umweltministerium treibt die Dekarbonisierung der Industrie voran, zum Beispiel indem es die erwähnte Umrüstung von Hochöfen mit Investitions- und Baukostenzuschüssen unterstützt. Der größte Teil der Summe wird vom Wirtschaftsministerium verausgabt.

Und wie stark stehen sich BMBF und die anderen Ministerien gegenseitig auf den Füßen herum?

Vor allem gibt es größere Überschneidungen mit dem Wirtschaftsministerium und dem Verkehrsministerium beim Thema Transport, Infrastruktur und Elektrolyse. Und natürlich entsteht dabei auch mal Konkurrenz, das ist eine Herausforderung solcher hausübergreifenden Strategien, das ist ja beim Thema Digitalisierung nicht anders. Da müssen sich die Ressorts eben gut abstimmen. Deshalb gibt es einen Staatssekretärsausschuss, der sich regelmäßig trifft. Zudem gibt es den Wasserstoffrat, aber keine Frage: Die Governance über die Häuser hinweg bleibt eine Herausforderung. 

Ist Wasserstoff einer der wenigen Lichtblicke, die Deutschland in Sachen Innovationsfähigkeit derzeit überhaupt noch zu bieten hat? Eine der letzten Hoffnungen, um irgendwo nochmal Weltmarktführer sein zu können?

Wir sollten unser Licht nicht unter den Scheffel stellen. Deutschland ist ein leistungsstarker Forschungsstandort mit großer Innovationskraft. Grüner Wasserstoff ist ein Feld, in dem wir zu Recht sehr zuversichtlich sein können: Weil wir eine gute technologische Grundlage und exzellente Forschungseinrichtungen haben und weil die Politik frühzeitig in die strategische Förderung eingestiegen ist. Wir haben uns tatsächlich einen Vorsprung herausgearbeitet, und zwar eindeutiger als bei jeder anderen neuen Technologie derzeit. Jetzt müssen wir den Ball aber ins Tor schießen, indem wir schnell in die Skalierung kommen und zeigen, dass wir der weltweite Ausstatter für grüne Wasserstofftechnologien sein können. 

Hat Deutschland ein grundsätzliches Innovationsproblem?

Deutschland hat ein Geschwindigkeitsproblem. In anderen Schlüsseltechnologien wie Quantencomputern oder KI sind andere wie China oder die USA deutlich schneller gestartet. Beim Wasserstoff war das anders, und hier dürfen wir nicht an Tempo verlieren. Natürlich hat der Föderalismus hierzulande Vorteile, etwa indem die Länder vor Ort den Bund unterstützen können, wenn sie für die gesellschaftliche Akzeptanz neuer Technologien vor Ort eintreten. Umgekehrt hemmen uns die unterschiedlichen Zuständigkeiten von Bund, Ländern und Kommunen auch, wenn es in die Umsetzung geht – denken Sie etwa an die regulatorischen Rahmenbedingungen oder Genehmigungsverfahren. Wenn zum Beispiel das Bezirksamt Mitte von Berlin den Bau einer Wasserstoffleitung stoppt, weil auf der Baustelle ein Konzept für das Lastenfahrrad fehlt, wird es skurril.