Darüber hinaus ist Europa bei der Herstellung von Anlagen zur Erzeugung von sauberem Wasserstoff sehr wettbewerbsfähig und gut aufgestellt, um von einer weltweiten Entwicklung von sauberem Wasserstoff als Energieträger zu profitieren. Die kumulierten Investitionen in erneuerbaren Wasserstoff könnten sich in Europa bis 2050 auf bis zu 180-470 Mrd. EUR belaufen und für CO2-armen Wasserstoff aus fossilen Brennstoffen in der Größenordnung von 3-18 Mrd. EUR bewegen. Die Entstehung einer Wasserstoffwertschöpfungskette für eine Vielzahl von Industriezweigen und andere Endanwendungen könnte in Verbindung mit der Führungsrolle der EU bei den Technologien im Bereich der erneuerbaren Energien direkt oder indirekt zu Arbeitsplätzen für bis zu 1 Mio. Menschen führen. Schätzungen von Analysten zufolge könnten 24 % der weltweiten Energienachfrage bis 2050 mit sauberem Wasserstoff gedeckt werden, was einem Jahresumsatz von etwa 630 Mrd. EUR entspricht.

Mit Investitionen in Wasserstoff werden nachhaltiges Wachstum und Arbeitsplätze gefördert, was vor dem Hintergrund der Erholung von der COVID-19-Krise von entscheidender Bedeutung sein wird. Im Aufbauplan der Kommission wird hervorgehoben, dass Investitionen in umweltfreundliche Schlüsseltechnologien und Wertschöpfungsketten mobilisiert werden müssen. Dabei wird sauberer Wasserstoff als einer der Bereiche hervorgehoben, die im Zusammenhang mit der Energiewende ausschlaggebend sein werden, und es werden mehrere Möglichkeiten zur Unterstützung dieses Bereichs aufgeführt.

Darüber hinaus kann Wasserstoff bei einigen CO2-intensiven Industrieverfahren, z. B. im Stahl- oder Chemiesektor, die eingesetzten fossilen Brennstoffe ersetzen und so dazu beitragen, die Treibhausgasemissionen zu senken und die weltweite Wettbewerbsfähigkeit dieser Sektoren weiter zu stärken. Zusätzlich zu dem, was durch Elektrifizierung und andere erneuerbare und CO2-arme Kraftstoffe erreichbar ist, kann Wasserstoff Lösungen für Teile des Verkehrssystems bieten, bei denen sich die Verringerung der Emissionen schwierig gestaltet. Bei einer schrittweisen Einführung von wasserstoffbasierten Lösungen könnten Teile der bestehenden Erdgasinfrastruktur umgewidmet oder wiederverwendet werden und so zur Vermeidung verlorener Vermögenswerte bei Fernleitungen beitragen.

Es gibt viele Gründe dafür, dass Wasserstoff bei der Verwirklichung des europäischen Grünen Deals und der Energiewende in Europa eine der obersten Prioritäten ist. Den Erwartungen zufolge wird der Energieverbrauch der EU bis 2050 durch die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen zu einem großen Teil, aber nicht vollständig dekarbonisiert. Wasserstoff birgt ein erhebliches Potenzial, um diese Lücke teilweise zu überbrücken, da er – neben Batterien – als Speicher- und als Transportmedium für erneuerbare Energie eine Möglichkeit zum Ausgleich saisonaler Schwankungen bietet und die Anbindung von Produktionsstandorten an entferntere Nachfragezentren gewährleistet. Der im November 2018 veröffentlichten strategischen Vision für eine klimaneutrale EU zufolge wird der Anteil von Wasserstoff am europäischen Energiemix bis 2050 voraussichtlich von derzeit weniger als 2 % auf 13-14 % steigen.

Zahlreiche Indikatoren deuten darauf hin, dass wir uns derzeit einem Wendepunkt nähern. Wöchentlich werden neue Investitionspläne angekündigt, häufig im Gigawattmaßstab. Zwischen November 2019 und März 2020 erhöhten Marktanalysten die Angaben auf der Liste der bis 2030 weltweit geplanten Investitionen in Elektrolyseure von 3,2 GW Elektrolyseleistung auf 8,2 GW (davon 57 % in Europa), und die Zahl der Länder, die dem Internationalen Wasserstoffrat beigetreten sind, ist von 13 im Jahr 2017 auf derzeit 81 gestiegen.

Bereits in der Vergangenheit herrschte immer wieder großes Interesse an Wasserstoff, doch zum Durchbruch kam es nicht. Heute jedoch eröffnen sich aufgrund des raschen Kostenrückgangs bei den erneuerbaren Energien sowie aufgrund der technischen Entwicklung und der dringend erforderlichen drastischen Verringerung der Treibhausgasemissionen neue Möglichkeiten.

Bisher macht Wasserstoff jedoch sowohl weltweit als auch in der EU nur einen geringen Teil des Energiemixes aus und wird nach wie vor weitgehend aus fossilen Brennstoffen‚ insbesondere Erdgas oder Kohle, gewonnen‚ wobei jährlich 70 bis 100 Mio. Tonnen CO2 ausgestoßen werden. Damit Wasserstoff zur Klimaneutralität beitragen kann, ist es erforderlich, ihn in weitaus größerem Umfang zu nutzen und seine Erzeugung vollständig zu dekarbonisieren.

Wasserstoff erfährt sowohl in Europa als auch weltweit erneut erhöhte und rasch wachsende Aufmerksamkeit. Er kann als Einsatzstoff, Brennstoff oder Energieträger und -speicher und für zahlreiche mögliche Anwendungen in der Industrie, im Verkehr, im Energie- und im Gebäudesektor genutzt werden. Vor allem aber verursacht er bei seiner Nutzung keine CO2-Emissionen und fast keine Luftschadstoffemissionen. Er bietet somit eine Lösung für die Dekarbonisierung von Industrieverfahren und Wirtschaftszweigen, in denen eine Verringerung der CO2-Emissionen sowohl dringend erforderlich als auch schwer zu erreichen ist. Aus all diesen Gründen wird Wasserstoff bei der Erfüllung der Verpflichtung der EU, bis 2050 die Klimaneutralität zu erreichen, und bei den weltweiten Bemühungen zur Umsetzung des Übereinkommens von Paris eine maßgebliche Rolle spielen, und dabei gleichzeitig zum Null-Schadstoff-Ziel beitragen.

Da die Investitionszyklen im Bereich der sauberen Energie etwa 25 Jahre betragen, ist es jetzt Zeit zu handeln. Dieser strategische Fahrplan bildet einen konkreten politischen Rahmen, in dem die heute offiziell ins Leben gerufene Europäische Allianz für sauberen Wasserstoff, ein auf Zusammenarbeit ausgerichtetes Bündnis von Behörden, Industrie und Zivilgesellschaft, aufbauend auf dem Erfolg der Europäischen Batterie-Allianz eine Investitionsagenda und eine Investitionspipeline für konkrete Projekte entwickeln wird. Er ergänzt die zeitgleich vorgestellte Strategie zur Integration des Energiesystems‚ in der beschrieben wird, wie mit den derzeitigen Arbeitsschwerpunkten der EU-Energiepolitik, zu denen auch der Ausbau des Wasserstoffbereichs gehört, ein klimaneutrales integriertes Energiesystem auf der Grundlage von Strom aus erneuerbaren Quellen, der Kreislaufwirtschaft sowie erneuerbaren und CO2-armen Brennstoffen gefördert wird. Beide Strategien tragen zur Verwirklichung der Ziele für nachhaltige Entwicklung sowie der Ziele des Übereinkommens von Paris bei.

Zur Umsetzung der ehrgeizigen Ziele des europäischen Grünen Deals sowie aufbauend auf der „Neuen Industriestrategie für Europa“ und dem Aufbauplan der Kommission wird in dieser Mitteilung eine Vision entworfen, wie die EU sauberen Wasserstoff zu einer tragfähigen Lösung für die schrittweise Dekarbonisierung verschiedener Wirtschaftszweige machen kann, indem in der EU bis 2024 für die Erzeugung von erneuerbarem Wasserstoff Elektrolyseure mit einer Gesamtleistung von mindestens 6 GW und bis 2030 Elektrolyseure mit einer Gesamtleistung von 40 GW installiert werden. In dieser Mitteilung werden die zu bewältigenden Herausforderungen aufgezeigt, die Hebel beschrieben, die die EU mobilisieren kann, und es wird ein Fahrplan mit Maßnahmen für die kommenden Jahre vorgestellt.

Alle öffentlichen und privaten Akteure auf nationaler und regionaler Ebene in Europa müssen über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg zusammenarbeiten, um in Europa ein dynamisches Wasserstoffökosystem aufzubauen.

Bei der Einführung von sauberem Wasserstoff in Europa stellen sich jedoch bedeutende Herausforderungen, die weder der private Sektor noch die Mitgliedstaaten allein bewältigen können. Damit beim Ausbau der Erzeugung und Nutzung von Wasserstoff der Wendepunkt überschritten werden kann, sind eine kritische Masse an Investitionen, günstige rechtliche Rahmenbedingungen, neue Leitmärkte, nachhaltige Forschung und Innovation zu bahnbrechenden Technologien und zur Entwicklung neuer Lösungen für den Markt, ein groß angelegtes Infrastrukturnetz, das nur die EU und der Binnenmarkt bieten können, sowie die Zusammenarbeit mit Partnern aus Drittländern erforderlich.

Bisher sind erneuerbarer und CO2-armer Wasserstoff im Vergleich zu fossilem Wasserstoff jedoch in Bezug auf die Kosten noch nicht wettbewerbsfähig. Um alle Möglichkeiten zu nutzen, die sich im Zusammenhang mit Wasserstoff bieten, benötigt die Europäische Union einen strategischen Ansatz. Die EU-Industrie stellt sich dieser Herausforderung und hat einen ehrgeizigen Plan entwickelt, um bis 2030 zu einer Elektrolyseleistung von 2 x 40 GW zu gelangen. Fast alle Mitgliedstaaten haben Pläne für sauberen Wasserstoff in ihre nationalen Energie- und Klimapläne aufgenommen, 26 Mitgliedstaaten haben sich der „Wasserstoffinitiative“ angeschlossen und 14 Mitgliedstaaten haben Wasserstoff in ihrem nationalen Strategierahmen für den Aufbau der Infrastruktur für alternative Kraftstoffe berücksichtigt. Einige haben bereits nationale Strategien verabschiedet oder sind dabei, eine solche zu verabschieden.

Obwohl der Infrastrukturbedarf für den Transport von Wasserstoff begrenzt bleiben wird, da die Nachfrage zunächst durch die Erzeugung in der Nähe oder am Standort gedeckt wird und Wasserstoff in bestimmten Gebieten in das Erdgasnetz eingespeist werden kann, sollte mit der Planung der Fernleitungsinfrastruktur für große und mittlere Entfernungen begonnen werden. Für bestimmte Formen von CO2-armem Wasserstoff wird Infrastruktur für die CO2-Abscheidung und -Nutzung erforderlich sein.

In dieser Phase muss die Herstellung von Elektrolyseuren, einschließlich großer Elektrolyseure (bis zu 100 MW), ausgebaut werden. Diese Elektrolyseure könnten neben bestehenden Nachfragezentren in größeren Raffinerien, Stahlwerken und Chemiekomplexen installiert werden. Sie sollten idealerweise direkt mit Energie aus lokalen erneuerbaren Energiequellen betrieben werden. Darüber hinaus werden für die Einführung von Bussen und später Lastkraftwagen, die mit Wasserstoff-Brennstoffzellen betrieben werden, Wasserstofftankstellen benötigt. Somit sind auch Elektrolyseure für die lokale Versorgung von immer mehr Wasserstofftankstellen erforderlich. Verschiedene Arten von CO2-armem strombasiertem Wasserstoff, insbesondere solche, die nahezu ohne Treibhausgasemissionen erzeugt werden, werden dazu beitragen, die Erzeugung zu steigern und den Wasserstoffmarkt zu vergrößern. Einige der bestehenden Wasserstofferzeugungsanlagen sollten durch Nachrüstung mit Technologien zur CO2-Abscheidung und -Speicherung dekarbonisiert werden.

In der ersten Phase, von 2020 bis 2024, besteht das strategische Ziel darin, in der EU für die Erzeugung von erneuerbarem Wasserstoff Elektrolyseure mit einer Elektrolyseleistung von mindestens 6 GW zu installieren und bis zu 1 Mio. t erneuerbaren Wasserstoff zu erzeugen, um die bestehende Wasserstofferzeugung, z. B. im Chemiesektor, zu dekarbonisieren und den Einsatz von Wasserstoff für neue Endverwendungen wie andere Industrieverfahren und möglicherweise den Schwerlastverkehr zu erleichtern.

Der Aufbau des Wasserstoffökosystems in Europa wird wahrscheinlich schrittweise und in den einzelnen Wirtschaftszweigen sowie möglicherweise auch in den einzelnen Regionen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit verlaufen, was unterschiedliche politische Lösungen erfordert.

Priorität hat für die EU die Entwicklung von erneuerbarem Wasserstoff‚ der hauptsächlich mit Wind- und Sonnenenergie hergestellt wird. Erneuerbarer Wasserstoff ist die Option, die langfristig am besten mit dem Klimaneutralitätsziel der EU und dem Null-Schadstoff-Ziel sowie einem integrierten Energiesystem vereinbar ist. Die Entscheidung für erneuerbaren Wasserstoff stützt sich auf die Stärke der europäischen Industrie bei der Herstellung von Elektrolyseuren, wird in der EU Wachstum und Beschäftigung fördern und zu einem kosteneffizienten integrierten Energiesystem beitragen. Bis 2050 sollte erneuerbarer Wasserstoff – mit zunehmendem Reifegrad der Technik und sinkenden Kosten für die Erzeugungstechnologien – parallel zum Ausbau der Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen schrittweise in immer größerem Maßstab eingesetzt werden. Dieser Prozess muss jetzt eingeleitet werden.

Im Hinblick auf die Kosten sind bisher weder erneuerbarer Wasserstoff noch CO2-armer Wasserstoff, insbesondere fossiler Wasserstoff mit CO2-Abscheidung, gegenüber fossilem Wasserstoff wettbewerbsfähig. Die Kosten für fossilen Wasserstoff, die in hohem Maße von den Erdgaspreisen abhängen, werden ohne Berücksichtigung der CO2-Kosten für die EU derzeit auf etwa 1,5 EUR/kg geschätzt. Die derzeitigen geschätzten Kosten für fossilen Wasserstoff mit CO2-Abscheidung und -Speicherung betragen etwa 2 EUR/kg und für erneuerbaren Wasserstoff 2,5-5,5 EUR/kg. Um unter heutigen Bedingungen die Wettbewerbsfähigkeit von fossilem Wasserstoff mit CO2-Abscheidung gegenüber fossilem Wasserstoff zu gewährleisten, wären CO2-Preise in einer Größenordnung von 55-90 EUR pro Tonne CO2 nötig. Die Kosten für erneuerbaren Wasserstoff sinken rasch. Die Kosten für Elektrolyseure haben sich in den letzten zehn Jahren bereits um 60 % verringert und werden sich bis 2030 aufgrund von Skaleneffekten im Vergleich zu heute voraussichtlich halbieren. In Regionen, in denen Strom aus erneuerbaren Energiequellen billig ist, werden Elektrolyseure im Jahr 2030 voraussichtlich mit fossilem Wasserstoff konkurrieren können. Diese Elemente werden die wichtigsten Triebkräfte für den schrittweisen Ausbau des Wasserstoffbereichs in der gesamten Wirtschaft der EU sein.

Insbesondere könnten Wasserstoff und aus Wasserstoff gewonnene synthetische Brennstoffe, die CO2-neutral sind‚ in mehr Wirtschaftszweigen – von der Luftfahrt und der Schifffahrt bis hin zu schwer zu dekarbonisierenden Industrie- und Gewerbegebäuden – in breiterem Umfang genutzt werden. Auch nachhaltiges Biogas kann dabei eine Rolle spielen, indem in Wasserstofferzeugungsanlagen mit CO2-Abscheidung und -Speicherung Erdgas durch Biogas ersetzt wird, um negative Emissionen zu erzielen, allerdings unter der Bedingung, dass Biomethanleckagen vermieden werden, und nur im Einklang mit den Biodiversitätszielen und den Grundsätzen der EU-Biodiversitätsstrategie für 2030.

In einer dritten Phase, von 2030 bis 2050, sollten die Technologien für erneuerbaren Wasserstoff ausgereift sein und in großem Maßstab eingesetzt werden, sodass auch alle Sektoren erreicht werden können, in denen eine Dekarbonisierung schwierig ist und alternative Lösungen möglicherweise nicht umsetzbar sind oder höhere Kosten verursachen.

In dieser Phase wird eine EU-weite Logistikinfrastruktur erforderlich, und es werden Schritte unternommen werden, um Wasserstoff aus Gebieten mit einem hohem Potenzial im Bereich der erneuerbaren Energien zu Nachfragezentren zu transportieren, die sich möglicherweise in anderen Mitgliedstaaten befinden. Dazu müssen das Rückgrat eines europaweiten Netzes geplant und ein Netz von Wasserstofftankstellen eingerichtet werden. Das bestehende Gasnetz könnte teilweise für den Transport von erneuerbarem Wasserstoff über längere Entfernungen umgewidmet werden, und es müssten größere Wasserstoffspeicheranlagen entwickelt werden. Auch der internationale Handel, insbesondere mit den Nachbarländern der EU in Osteuropa und den Ländern des südlichen und östlichen Mittelmeerraums, kann sich entwickeln.

Es werden lokale Wasserstoffcluster, z. B. abgelegene Gebiete oder Inseln, oder regionale Wasserstoffökosysteme, sogenannte „Hydrogen Valleys“, entstehen, die auf lokal erzeugten und über kurze Entfernungen transportierten Wasserstoff auf der Grundlage einer dezentralen Erzeugung erneuerbarer Energien und einer lokalen Nachfrage setzen werden. In solchen Fällen kann Wasserstoff mithilfe einer speziellen Wasserstoffinfrastruktur nicht nur für Anwendungen in der Industrie und im Verkehr sowie für den Systemausgleich im Stromversorgungssystem genutzt werden, sondern auch für die Wärmeversorgung von Wohn- und Geschäftsgebäuden.

In dieser Phase dürfte die Erzeugung erneuerbaren Wasserstoffs gegenüber anderen Arten der Wasserstofferzeugung im Hinblick auf die Kosten allmählich wettbewerbsfähig werden, wobei es jedoch gezielter nachfrageseitiger Maßnahmen bedarf, damit er in der Industrie schrittweise auch für neue Anwendungen wie die Stahlerzeugung, Lastkraftwagen‚ den Schienenverkehr, einige Anwendungen im Seeverkehr und andere Verkehrsträger nachgefragt wird. Erneuerbarer Wasserstoff wird mit der Zeit auch beim Ausgleich eines auf erneuerbaren Energieträgern beruhenden Stromversorgungssystems eine Rolle spielen, da Strom aus erneuerbaren Quellen zu Zeiten, in denen er in großen Mengen vorhanden und billig ist, in Wasserstoff umgewandelt werden kann, der Flexibilität bietet. Darüber hinaus wird Wasserstoff für die tägliche oder saisonale Speicherung genutzt werden und als Reserve mit Pufferfunktion dienen‚ wodurch mittelfristig die Versorgungssicherheit verbessert wird.

In einer zweiten Phase‚ von 2025 bis 2030‚ muss Wasserstoff zu einem wesentlichen Bestandteil eines integrierten Energiesystems werden, wobei das strategische Ziel darin besteht, in der EU bis 2030 für die Erzeugung von erneuerbarem Wasserstoff Elektrolyseure mit einer Elektrolyseleistung von mindestens 40 GW zu installieren und bis zu 10 Mio. t erneuerbaren Wasserstoff zu erzeugen.

Der Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft in Europa erfordert einen Ansatz, der die gesamte Wertschöpfungskette umfasst. Die Erzeugung von Wasserstoff aus erneuerbaren oder CO2-armen Quellen, der Ausbau der Infrastruktur zur Versorgung der Endverbraucher mit Wasserstoff und die Schaffung einer Marktnachfrage müssen parallel verlaufen, damit ein positiver Kreislauf mit einer Steigerung sowohl des Angebots als auch der Nachfrage im Wasserstoffbereich ausgelöst wird. Um gegenüber fossilen Brennstoffen in Bezug auf die Kosten Wettbewerbsfähigkeit zu gewährleisten, müssen außerdem die Versorgungskosten sinken, was durch niedrigere Kosten für saubere Erzeugungs- und Verteilungstechnologien sowie erschwingliche Preise für die eingesetzten erneuerbaren Energien erreicht werden kann. Eine weitere Option ist in diesem Zusammenhang die netzunabhängige Erzeugung von erneuerbarem Wasserstoff.

Mit der neuen Strategie für ein nachhaltiges Finanzwesen, die bis Ende 2020 verabschiedet werden soll, und der EU-Taxonomie für ein nachhaltiges Finanzwesen werden in allen wichtigen Wirtschaftszweigen Investitionen in Wasserstofftechnologien gelenkt, da Tätigkeiten und Projekte gefördert werden, die einen wesentlichen Beitrag zur Dekarbonisierung leisten.

Das wichtigste Ziel der Allianz wird darin bestehen, tragfähige Investitionsprojekte zu ermitteln und mit diesen eine klare Investitionspipeline aufzubauen. Dies wird koordinierte Investitionen und Maßnahmen entlang der Wasserstoffwertschöpfungskette sowie die Zusammenarbeit zwischen privaten und öffentlichen Akteuren in der gesamten EU erleichtern, da gegebenenfalls öffentliche Unterstützung geleistet wird und private Investitionen mobilisiert werden. Außerdem trägt dies dazu bei, die Sichtbarkeit der Projekte zu erhöhen und ihre Möglichkeiten für eine ausreichende Unterstützung zu verbessern. Neue Projekte zur Errichtung von Anlagen für die Erzeugung von erneuerbarem Wasserstoff mit einer Gesamtleistung von 1,5-2,3 GW laufen bereits oder sind angekündigt; weitere Projekte für Elektrolyseure mit einer Elektrolyseleistung von insgesamt 22 GW sind in Planung, müssen aber noch weiter ausgearbeitet und bestätigt werden.

Um diese Investitionen und das Entstehen eines vollständigen Wasserstoffökosystems zu unterstützen, bringt die Kommission heute die in der neuen Industriestrategie der Kommission angekündigte Europäische Allianz für sauberen Wasserstoff auf den Weg. Die Allianz wird entscheidend dazu beitragen, die Maßnahmen dieser Strategie zu unterstützen und umzusetzen sowie Investitionen zu fördern, die der Steigerung der Erzeugung von erneuerbarem und CO2-armem Wasserstoff sowie der Ankurbelung der Nachfrage dienen. Sie ist stark in der industriellen Wertschöpfungskette für Wasserstoff – von der Erzeugung über die Fernleitung bis hin zu Mobilität, Industrie, Energie sowie Heizanwendungen – verankert und unterstützt, soweit erforderlich, die damit verbundenen Qualifikationen und Arbeitsmarktanpassungen. In ihr werden die Industrie, nationale, regionale und lokale Behörden sowie die Zivilgesellschaft zusammengebracht. Durch miteinander verknüpfte, sektorbezogene Diskussionsforen für die Führungsebene von Unternehmen sowie eine Plattform für politische Entscheidungsträger wird die Allianz ein breites Forum bieten, um die Investitionen aller Akteure zu koordinieren und die Zivilgesellschaft einzubinden.

Schließlich wird auch die Anpassung der Endverbrauchssektoren an die Nutzung von Wasserstoff und wasserstoffbasierte Brennstoffe erhebliche Investitionen erfordern. So sind beispielsweise etwa 160-200 Mio. EUR erforderlich, um in der EU ein typisches Stahlwerk, das kurz vor dem Ende seiner Lebensdauer steht, auf die Nutzung von Wasserstoff umzurüsten. Im Straßenverkehr könnte die Errichtung von 400 kleinen Wasserstofftankstellen (zusätzlich zu den derzeit vorhandenen 100) Investitionen in Höhe von 850-1000 Mio. EUR erfordern.

Die Investitionen in Elektrolyseure könnten sich bis 2030 auf 24-42 Mrd. EUR belaufen. Des Weiteren würden im selben Zeitraum 220-340 Mrd. EUR benötigt, um die Kapazitäten zur Erzeugung von Solar- und Windenergie zu erhöhen und zur Bereitstellung des erforderlichen Stroms Kapazitäten von 80-120 GW direkt an die Elektrolyseure anzuschließen. Die Investitionen für die Nachrüstung der Hälfte der bestehenden Anlagen mit CO2-Abscheidung und -Speicherung werden auf rund 11 Mrd. EUR geschätzt. Darüber hinaus werden Investitionen in Höhe von 65 Mrd. EUR für den Transport, die Verteilung und die Speicherung von Wasserstoff sowie für Wasserstofftankstellen erforderlich sein. Die Investitionen in Erzeugungskapazitäten würden sich bis 2050 in der EU auf 180-470 Mrd. EUR belaufen.

Wasserstoff-Brennstoffzellenzüge könnten auch auf anderen rentablen Bahnstrecken eingesetzt werden, deren Elektrifizierung schwierig oder nicht kosteneffizient ist. Derzeit werden etwa 46 % des Hauptschienennetzes noch mit Dieseltechnologie betrieben. Bei bestimmten Anwendungsmöglichkeiten im Schienenverkehr (z. B. in Triebwagen) können Wasserstoff-Brennstoffzellen gegenüber Dieselkraftstoff in Bezug auf die Kosten bereits heute wettbewerbsfähig sein.

Im Verkehrssektor ist Wasserstoff eine vielversprechende Option für Fälle, in denen die Elektrifizierung schwieriger ist. In einer ersten Phase kann Wasserstoff zunächst für den Eigenbedarf eingeführt werden, z. B. für Busse im öffentlichen Nahverkehr, gewerbliche Flotten (z. B. Taxis) oder bestimmte Teile des Schienennetzes, bei denen eine Elektrifizierung nicht möglich ist. Wasserstofftankstellen können problemlos von regionalen oder lokalen Elektrolyseuren versorgt werden, doch ihre Errichtung muss auf der Grundlage einer klaren Analyse des Bedarfs der Flotte und der unterschiedlichen Anforderungen für leichte und schwere Nutzfahrzeuge erfolgen.

Eine unmittelbare Anwendungsmöglichkeit in der Industrie besteht darin, in Raffinerien, bei der Ammoniakherstellung und bei neuen Formen der Methanolherstellung die Menge des verwendeten CO2-intensiven Wasserstoffs zu verringern oder ihn zu ersetzen oder bei der Stahlerzeugung fossile Brennstoffe teilweise zu ersetzen. In einer zweiten Phase kann Wasserstoff die Grundlage für Investitionen in die in der neuen Industriestrategie der Kommission vorgesehenen CO2-freien Stahlerzeugungsverfahren in der EU und den Bau der zugehörigen Anlagen bilden.

Um die Nachfrage nach Wasserstoff anzukurbeln und das Wasserstoffangebot zu steigern, werden wahrscheinlich verschiedene Formen der Unterstützung nötig sein, die im Einklang mit den Zielen dieser Strategie so differenziert werden, dass der Einsatz von erneuerbarem Wasserstoff Vorrang erhält. In einer Übergangsphase wird eine angemessene Unterstützung für CO2-armen Wasserstoff erforderlich sein, die jedoch nicht zu verlorenen Vermögenswerten führen sollte. Die für 2021 vorgesehene Überarbeitung des Rahmens für staatliche Beihilfen, einschließlich der Leitlinien für staatliche Umweltschutz- und Energiebeihilfen, bietet die Gelegenheit zur Schaffung umfassender und geeigneter Rahmenbedingungen, die es ermöglichen, den europäischen Grünen Deal und insbesondere die Dekarbonisierung, auch in Bezug auf Wasserstoff, voranzubringen und gleichzeitig mögliche Wettbewerbsverzerrungen und nachteilige Auswirkungen in anderen Mitgliedstaaten zu begrenzen.

Darüber hinaus werden große Mengen an Rohstoffen benötigt. Die Sicherung dieser Rohstoffe sollte daher auch im Aktionsplan zu kritischen Rohstoffen, bei der Umsetzung des neuen Aktionsplans für die Kreislaufwirtschaft und im handelspolitischen Ansatz der EU Berücksichtigung finden, um sicherzustellen, dass der Handel mit diesen Rohstoffen und Investitionen in diese Rohstoffe fair und ohne Marktverzerrungen verlaufen. Um die negativen Auswirkungen des Wasserstoffsektors auf das Klima und die Umwelt auf ein Mindestmaß zu begrenzen, ist außerdem ein Lebenszyklusansatz erforderlich.

Ein unterstützender politischer Rahmen, der Anreize setzt, muss sicherstellen, dass erneuerbarer Wasserstoff und in einer Übergangsphase CO2-armer Wasserstoff zu geringstmöglichen Kosten zur Dekarbonisierung beitragen, wobei andere wichtige Aspekte wie die Wettbewerbsfähigkeit der Industrie und die Auswirkungen auf die Wertschöpfungskette im Energiesystem zu berücksichtigen sind. Die EU verfügt insbesondere mit der Erneuerbare-Energien-Richtlinie und dem Emissionshandelssystem (EHS) bereits über die Grundlage für einen unterstützenden politischen Rahmen, und mit Next Generation EU, dem Klimazielplan für 2030 und der Industriepolitik werden Instrumente und Finanzmittel zur Verfügung gestellt, mit denen die Bemühungen um einen nachhaltigen Aufschwung beschleunigt werden können.

Bei strombasiertem Wasserstoff wird der wachsende Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung zusammen mit der EHS-Obergrenze für die CO2-Emissionen von Strom in der EU insgesamt im Laufe der Zeit zu niedrigeren vorgelagerten CO2-Emissionen führen, während in den nachgelagerten Endverbrauchssektoren die fossilen Brennstoffe durch Wasserstoff ersetzt werden. Die CO2-Emissionen von Strom sind bei der Gestaltung politischer Maßnahmen zur Förderung der Wasserstofferzeugung weiterhin ein wichtiger zu berücksichtigender Faktor, da vermieden werden sollte, dass indirekt die Stromerzeugung als solche gefördert wird. Die Stromnachfrage für die Wasserstofferzeugung sollte insbesondere dann aktiviert werden, wenn Strom aus erneuerbaren Quellen im Netz reichlich vorhanden ist. Im Zusammenhang mit fossilem Wasserstoff mit CO2-Abscheidung wird sich die Kommission im Rahmen der geplanten EU-Strategie zu Methan mit den vorgelagerten Methanemissionen befassen, die bei der Förderung und beim Transport von Erdgas entstehen, und dazu Abhilfemaßnahmen vorschlagen.

Die Kommission wird daran arbeiten, auf der Grundlage von Folgenabschätzungen rasch EU-weite Instrumente einzuführen, um einen maßgeschneiderten und unterstützenden politischen Rahmen zu schaffen, der sich in einer Übergangsphase am Nutzen von Wasserstoff im Hinblick auf die Verringerung der CO2-Emissionen orientiert, und die Kunden zu informieren. Dazu wird eine gemeinsame Schwelle/Norm für CO2-Emissionen zur Förderung von Wasserstofferzeugungsanlagen auf der Grundlage ihrer Lebenszyklustreibhausgasemissionen gehören, die in Abhängigkeit von der bestehenden EHS-Benchmark für die Wasserstofferzeugung festgelegt werden könnte. Des Weiteren sollen eine umfassende Terminologie und europaweite Kriterien für die Zertifizierung von erneuerbarem und CO2-armem Wasserstoff entwickelt werden, möglicherweise auf der Grundlage der bestehenden Überwachung, Berichterstattung und Überprüfung im Rahmen des EHS und der Bestimmungen der Erneuerbare-Energien-Richtlinie . Unter Berücksichtigung der bereits bestehenden CertifHy-Methoden , die durch Initiativen der Industrie im Einklang mit der EU-Taxonomie für nachhaltige Investitionen entwickelt wurden, könnte sich dieser Rahmen auf die Lebenszyklustreibhausgasemissionen stützen . Herkunftsnachweise und Nachhaltigkeitszertifikate, die bereits gemäß der Erneuerbare-Energien-Richtlinie spezifische, ergänzende Funktionen haben, können eine möglichst kosteneffiziente Erzeugung unterstützen und den EU-weiten Handel erleichtern.

Um den Ausbau des Wasserstoffbereichs anzustoßen, sind in Bezug auf den Übergang Klarheit für die europäische Industrie und Sicherheit für die Investoren erforderlich; insbesondere muss in der gesamten Union klar sein, i) welche Technologien zur Wasserstofferzeugung in Europa entwickelt werden müssen und ii) was als erneuerbarer und CO2-armer Wasserstoff angesehen werden kann. Das Ziel der EU ist klar: ein integriertes klimaneutrales Energiesystem, in dem Wasserstoff und Strom aus erneuerbaren Quellen eine zentrale Rolle spielen. Da dies eine Herausforderung ist, die sich über einen langen Zeitraum erstrecken wird, muss die EU diesen Übergang sorgfältig planen und dabei den derzeitigen Ausgangspositionen und Infrastrukturen Rechnung tragen, die von Mitgliedstaat zu Mitgliedstaat unterschiedlich sein können.

Obwohl etwa 280 Unternehmen in der Herstellung und der Lieferkette von Elektrolyseuren tätig sind und sich Projekte für die Installation von Elektrolyseuren mit einer Elektrolyseleistung von mehr als 1 GW in Vorbereitung befinden, liegt die europäische Erzeugungskapazität von Elektrolyseuren derzeit bei unter 1 GW pro Jahr. Um das strategische Ziel einer Elektrolyseleistung von 40 GW bis 2030 zu erreichen, sind koordinierte Anstrengungen der Europäischen Allianz für sauberen Wasserstoff, der Mitgliedstaaten und der Vorreiterregionen sowie – solange Wasserstoff hinsichtlich der Kosten noch nicht wettbewerbsfähig ist – Förderregelungen erforderlich. Die für die Steigerung der Wasserstofferzeugung erforderlichen Technologien wie Solar- und Windstrom sowie CO2-Abscheidung, -Nutzung und -Speicherung werden mit fortschreitendem Ausbau der Lieferkette zunehmend wettbewerbsfähig.

Daher werden unterstützende Maßnahmen auf der Nachfrageseite erforderlich sein. Die Kommission wird verschiedene Möglichkeiten für Anreize auf EU-Ebene in Betracht ziehen, beispielsweise Mindestanteile oder Quoten für erneuerbaren Wasserstoff oder Wasserstoffderivate in bestimmten Endverbrauchssektoren (z. B. in einigen Wirtschaftszweigen wie dem Chemie- oder dem Verkehrssektor), wodurch eine gezielte Steuerung der Nachfrage möglich wäre. In diesem Zusammenhang könnte auch das Konzept der virtuellen Beimischung untersucht werden.

Der entscheidende Grund für die begrenzte Nutzung von Wasserstoff in industriellen Anwendungen und im Verkehr sind häufig die höheren Kosten, da beispielsweise zusätzliche Investitionen in die Wasserstoffausrüstung sowie Anlagen für die Speicherung und Bunkerung von Wasserstoff erforderlich sind. Darüber hinaus werden die potenziellen Auswirkungen von Lieferkettenrisiken und Marktunsicherheit durch die aufgrund des internationalen Wettbewerbs knappen Margen für industrielle Endprodukte noch verstärkt.

Als marktbasiertes Instrument bietet das EHS mit der Bepreisung von CO2-Emissionen bereits einen technologieneutralen EU-weiten Anreiz für eine kosteneffiziente Dekarbonisierung in allen von ihm erfassten Sektoren. Diese Funktion wird mit einem gestärkten EHS, dessen Anwendungsbereich – wie im Rahmen des Grünen Deal angekündigt – möglicherweise erweitert wird, zunehmend an Bedeutung gewinnen. Fast die gesamte derzeitige Erzeugung von fossilem Wasserstoff fällt unter das EHS, doch da davon ausgegangen wird, dass für die betreffenden Sektoren ein erhebliches Risiko der Verlagerung von CO2-Emissionen besteht, erhalten sie kostenlose Zuteilungen von Emissionszertifikaten in voller Höhe der Benchmarks. Wie in der EHS-Richtlinie vorgesehen‚ wird die Benchmark für die kostenlose Zuteilung für die Phase 4 aktualisiert. Im Zuge der bevorstehenden Überarbeitung des EHS könnte die Kommission prüfen, wie bei angemessener Berücksichtigung des bei einigen Sektoren bestehenden Risikos der Verlagerung von CO2-Emissionen weitere Anreize für die Erzeugung von erneuerbarem und CO2-armem Wasserstoff geschaffen werden könnten. Sollten in Bezug auf den Klimawandel in der Welt weiterhin unterschiedlich ehrgeizige Ziele verfolgt werden, wird die Kommission im Jahr 2021 ein CO2-Grenzausgleichssystem vorschlagen, um im Einklang mit den WTO-Regeln dem Risiko der Verlagerung von CO2-Emissionen zu begegnen, und außerdem untersuchen, was dies für den Ausbau des Wasserstoffbereichs bedeutet.

Da die Erzeugung von erneuerbarem und von CO2-armem Wasserstoff ausgebaut werden muss, bevor diese wettbewerbsfähig sind, dürften unter Einhaltung der Wettbewerbsregeln für einige Zeit Förderregelungen erforderlich sein. Ein mögliches politisches Instrument wäre die Schaffung von Ausschreibungssystemen für CO2-Differenzverträge (Carbon Contracts for Difference). Ein solcher langfristiger Vertrag mit einem öffentlichen Vertragspartner käme dem Investor zugute, da explizit die Differenz zwischen dem CO2-Ausübungspreis und dem tatsächlichen CO2-Preis im EHS gezahlt und damit die Kostenlücke zur konventionellen Wasserstofferzeugung geschlossen wird. Dort, wo Pilotprojekte für CO2-Differenzverträge möglich sind, kann die bestehende Wasserstofferzeugung in Raffinerien und in der Düngemittelproduktion sowie bei der CO2-armen und kreislauforientierten Herstellung von Stahl und chemischen Grundstoffen schneller ersetzt und der Einsatz von Wasserstoff und aus Wasserstoff gewonnenen Kraftstoffen wie Ammoniak im Seeverkehr sowie von synthetischen CO2-armen Treibstoffen im Luftverkehr unterstützt werden. Sie könnten, auch mit Unterstützung des EHS-Innovationsfonds, auf EU-Ebene oder auf nationaler Ebene umgesetzt werden. Die Verhältnismäßigkeit solcher Maßnahmen und ihre Auswirkungen auf den Markt sollten sorgfältig geprüft werden, um sicherzustellen, dass sie mit den Leitlinien für staatliche Umweltschutz- und Energiebeihilfen im Einklang stehen.

Schließlich könnten direkte und transparente, marktbasierte Förderregelungen für erneuerbaren Wasserstoff erwogen werden, bei denen die Fördermittel über Ausschreibungsverfahren zugewiesen werden. Die Koordinierung der marktkonformen Förderung sollte innerhalb eines transparenten, effizienten und wettbewerbsfähigen Wasserstoff- und Strommarktes erfolgen, von dem Preissignale ausgehen, die den durch Elektrolyseure für das Energiesystem erzielten Nutzen (z. B. Flexibilitätsdienste, Erhöhung der Erzeugung erneuerbarer Energien, Verringerung der Belastung durch Anreize für erneuerbare Energien) honorieren.

Insgesamt ermöglicht dieser Ansatz eine differenzierte Unterstützung zur Ankurbelung von Angebot und Nachfrage, da der Wasserstoffart und, im Einklang mit den Regelungen für staatliche Beihilfen, den unterschiedlichen Ausgangspositionen der Mitgliedstaaten Rechnung getragen wird. Für Investitionen in Anlagen und Technologien zur Erzeugung von erneuerbarem und CO2-armem Wasserstoff wie Elektrolyseure können EU-Mittel beantragt werden. Darüber hinaus könnte die frühzeitige Einführung von erneuerbarem und CO2-armem Wasserstoff, solange sie noch nicht ausgereift und in Bezug auf die Kosten wettbewerbsfähig geworden sind, in verschiedenen Sektoren anfänglich mit CO2-Differenzverträgen unterstützt werden. Für erneuerbaren Wasserstoff könnten auch direkte marktbasierte Förderregelungen und Quoten in Betracht gezogen werden. Auf diese Weise sollte es möglich sein, in den kommenden zehn Jahren in der gesamten EU die Entwicklung eines Wasserstoffökosystems von erheblichem Umfang anzustoßen, in dem Wasserstoff anschließend umfassend kommerziell genutzt wird.

5.Gestaltung eines Rahmens für die Wasserstoff-Infrastruktur und die Marktvorschriften

Die Rolle der Infrastruktur

Eine umfangreiche Nutzung von Wasserstoff als Energieträger in der EU ist nur möglich, wenn die erforderlichen Energieinfrastrukturen zur Verbindung der Angebots- und Nachfrageseite zur Verfügung stehen. Wasserstoff kann über Pipelines transportiert werden. Soweit technisch machbar, kann er jedoch auch netzunabhängig transportiert werden, z. B. mit Lkw oder Schiffen, die an LNG-Terminals andocken. Wasserstoff kann gasförmig oder flüssig in reiner Form transportiert werden oder bei der Beförderung in größere Moleküle (z. B. Ammoniak oder flüssige organische Wasserstoffträger) gebunden sein, die leichter zu transportieren sind. Zudem kann er z. B. in Salzlagerstätten zyklisch oder saisonal gespeichert werden, sodass der Wasserstoff in Spitzenlastzeiten für die Stromerzeugung zur Verfügung steht, die Wasserstoffversorgung gesichert ist und Elektrolyseure flexibel betrieben werden können.

Der Infrastrukturbedarf für Wasserstoff hängt letztlich von den Mustern der Wasserstofferzeugung und -nachfrage sowie von den Transportkosten ab und ist an die verschiedenen Entwicklungsphasen der Wasserstofferzeugung gekoppelt, die nach 2024 erheblich zunehmen wird. Zudem können für die Erzeugung von CO2-armem Wasserstoff und synthetischen Brennstoffen Infrastrukturen zur Unterstützung der CO2-Abscheidung und ‑Speicherung erforderlich werden. Im Einklang mit der vorstehend beschriebenen schrittweisen Vorgehensweise könnte der Wasserstoffbedarf anfänglich durch die Erzeugung in Industrieclustern und Küstengebieten vor Ort (aus dort verfügbaren erneuerbaren Energieträgern oder Erdgas) gedeckt werden, wobei vorhandene „Punkt-zu-Punkt“-Verbindungen zwischen Erzeugung und Bedarf genutzt werden könnten. Anhaltspunkte für mögliche Konzepte könnten die bestehenden Vorschriften für sogenannte geschlossene Verteilernetze, Direktverbindungen oder Ausnahmen in den Gas- und Strommärkten liefern.

In der zweiten Phase könnten lokale Wasserstoffnetze aufgebaut werden, über die der zusätzliche industrielle Bedarf gedeckt werden könnte. Mit dem steigenden Bedarf wird es zudem erforderlich, Erzeugung, Nutzung und Beförderung von Wasserstoff zu optimieren und diesen voraussichtlich auch über größere Strecken zu transportieren. Damit das gesamte System effizient funktioniert, sollten daher die Vorschriften für die Transeuropäischen Energienetze (TEN-E) überarbeitet und die Binnenmarktvorschriften für wettbewerbsorientierte Gasbinnenmärkte überprüft werden. Um die Interoperabilität der Märkte für reinen Wasserstoff sicherzustellen, können gemeinsame Qualitätsnormen (z. B. Normen für die Reinheit und Schwellenwerte für Verunreinigungen) oder grenzübergreifende betriebliche Regelungen erforderlich werden.

Dieser Prozess sollte mit einer Strategie zum Aufbau eines Betankungsnetzes kombiniert werden, um den Transportbedarf zu decken. Dies sollte bei der Überarbeitung der Richtlinie über den Aufbau der Infrastruktur für alternative Kraftstoffe sowie der Vorschriften für das Transeuropäische Verkehrsnetz (TEN-V) berücksichtigt werden.

Vor dem Hintergrund der bevorstehenden Einstellung der Lieferung von niederkalorischem Erdgas und des Rückgangs der Erdgasnachfrage nach 2030 könnten Teile der vorhandenen europaweiten Erdgasinfrastruktur umgewidmet werden, um die erforderliche Infrastruktur für einen umfangreichen grenzüberschreitenden Wasserstofftransport zu schaffen. Eine solche Umwidmung kann in Kombination mit einer (relativ begrenzten) neu gebauten speziellen Wasserstoffinfrastruktur Möglichkeiten für einen kosteneffizienten Wandel im Energiesystem bieten.