Wasserstoff: Energieträger der Zukunft ist auch für den Mittelstand interessant

Wasserstoff: Energieträger der Zukunft ist auch für den Mittelstand interessant

Wasserstoff hat als technisches Gas und Rohstoff seit über einem Jahrhundert einen festen, von der Öffentlichkeit jedoch weitgehend unbeachteten Platz in den Wertschöpfungsketten der chemischen und petrochemischen Industrie. Noch gegen Ende des 19. Jahrhunderts war wasserstoffreiches Stadtgas die wichtigste Energiequelle für Haushalte und Straßenbeleuchtung. Dagegen war der Start im Verkehrssektor eher holprig. Das ruhmlose Ende der Zeppeline ist bekannt, aber ohne Wasserstoff als Treibstoff für Raketen wäre das Raumfahrtzeitalter undenkbar. Nicht zuletzt die neue Wasserstoffstrategie der Bundesregierung setzt jetzt erneut auf Wasserstoff als Treibstoff und Grundlage für eine Co2 freie Produktion und einen ebensolchen Verkehr. Und damit ist das Thema auch für den Mittelstand eine große Chance mit Potenzialen.

Wasserstoff war und ist (noch) teuer, besonders dann, wenn er nicht CO2-intensiv aus Erdgas, sondern CO2-frei und klimaneutral aus grünem Strom und Wasser per Elektrolyse hergestellt wird. Eine Alternative zum Wasserstoff gibt es aber derzeit nicht, wenn das fast weltweit anvisierte Klimaziel – eine Erderwärmung unter 2 °C – erreicht werden soll. Wie aber lässt sich ohne fossile Energieträger die Versorgung mit Strom bei volatilem Anfall aus erneuerbaren Quellen, mit Kraftstoffen für Fahrzeuge, Schiffe und Flugzeuge oder für die Wärmeversorgung sicherstellen? Fragen, mit denen sich ZENIT-Technologieberater Dr. Uwe Birk bereits seit vielen Jahren beschäftigt.

„Wasserstoff ist kein Allheilmittel, aber eine tragende Säule des Energiesystems der Zukunft“, so Birk. Er kann vergleichsweise einfach mit Strom aus erneuerbaren Energien in Hydrolyse-Anlagen hergestellt und vor allem gespeichert werden. In Brennstoffzellen lässt er sich in Strom zurückwandeln. Um im Personen- und Güterfernverkehr wirtschaftliche Reichweiten mit angemessenen Nutz- zu Totlastverhältnissen erzielen zu können, scheinen derzeit nur elektrische Antriebe, deren Strom an Bord mit Brennstoffzellen aus Wasserstoff erzeugt wird, sinnvoll. Auch im Schienenverkehr ist die Umstellung der Triebfahrzeuge von Diesel- auf Brennstoffzellenantriebe wirtschaftlicher als die Nachrüstung der Bahnstrecken mit Oberleitungen. Last but not least müssen auch in der Eisen- und Stahlerzeugung, der Chemie und in Haushalten Kohle und Erdgas ersetzt werden. Das erfordert einen systemischen Ansatz, d.h. die Umstellung des gesamten Energiesystems, und bedarf politischer Vorgaben, Leitlinien und finanzieller Unterstützung, um schnell und ohne Bruch eine funktionierende und ökonomisch robuste Wasserstoffwirtschaft zu etablieren.

Ehrgeizige Politik-Ziele

EU und Bund wollen mit ihren Wasserstoffstrategien der klimaneutralen Erzeugung, der Verteilung und flächendeckenden Versorgung, Anwendungen in Industrie und Gewerbe sowie im Verkehr und in Haushalten den Weg bereiten. In der Energieversorgungsstrategie des Landes spielt das Thema Wasserstoff eine zentrale Rolle, weshalb zurzeit eine Wasserstoff-Roadmap zur Umsetzung der Strategie erarbeitet wird.

EU, Bund und Land unterstützen die Etablierung von Wasserstoff als Energieträger mit einem breiten Portfolio an Unterstützungsmaßnahmen und stellen erhebliche Budgets für Forschungs-, Innovations- und Demonstrationsprojekte sowie Finanzierungsinstrumente für die Investitionen bereit.

Aber wie können mittelständische Unternehmen von diesem milliardenschweren Umbau der Energieversorgung profitieren und welche Konsequenzen treffen sie bei dieser Transformation?

Herausforderungen und Potenziale für den Mittelstand

Transformation heißt für alle Unternehmen zunächst Energieeinsparung und mehr Energieeffizienz, dann Verfahrens- und Fertigungsprozesse, die heute noch fossile Brennstoffe erfordern, möglichst zu elektrifizieren oder bei den verbliebenen Anwendungen Ersatz-Energieträger zu nutzen. Viele große Unternehmen haben die Wasserstoff-Substitution bereits vorbereitet und fertige Konzepte für Pilotprojekte in der Schublade. Dazu gehören die Stahl- und Chemieindustrie oder die Erdgasversorger und LKW-Hersteller, die ab Mitte des Jahrzehnts seriengefertigte Wasserstofffahrzeuge anbieten wollen.

Mittelständische Unternehmen müssen ihre Produkte auf die neuen Wertschöpfungsketten umstellen. Was das heißt, zeigt die Automobilindustrie schon heute bei der zunehmenden Verbreitung von Elektroautos. Produkte im Portfolio der Zulieferer werden zukünftig gar nicht mehr oder in niedrigeren Stückzahlen benötigt. Stattdessen braucht es neue Technologien und Lösungen für Wasserstoffanwendungen. Und neue Dienstleistungsfelder, um die Transformation von der Planung über die Umsetzung bis hin zur Nutzung zu begleiten. Parallel werden sich neue Ausbildungsgänge und Berufsbilder entwickeln. Das alles bietet Chancen auch für Neueinsteiger.

Früh erkannt hat das die ANLEG GmbH aus Wesel. Sie entwickelt und produziert seit 15 Jahren Komponenten und Anlagen für technische Gase und Gasversorgungssysteme, ist also mit dem Thema Wasserstoff bestens vertraut. Von Beginn an war klar, dass vorhandene Lösungen nicht einfach übernommen werden konnten und noch viel Entwicklungsarbeit nötig sein würde. Die kann ein Unternehmen mit 16 Beschäftigten aber nicht ohne Unterstützung stemmen. Daher nahm man schon 2017 an einen Forschungsprojekt zur Wasserstoff-Betankung teil, das vom Land NRW mit EFRE-Mitteln gefördert wurde. Die Forschungsergebnisse konnten unmittelbar in Produkte und Dienstleistungen umgesetzt werden. Zu den Referenzen zählen heute Wasserstofftankstellen sowie die Wasserstoff-Betankungstechnik – konkret die Wasserstoff Hochdruck Pufferspeicher sowie die Gasregelstrecke bis zur Brennstoffzelle – für die Elektra, dem ersten vollelektrischen Kanalschubboot. „In die Entwicklung neuer Technologien und Produkte für Wasserstoff zu investieren, war der richtige Weg, denn wir vermarkten diese schon heute weltweit. Wichtig für uns als mittelständisches Unternehmen ist die in Aussicht gestellte breite finanzielle Unterstützung der öffentlichen Hand. Sie vergrößert unsere Spielräume für Entwicklungen und schafft Absatzmärkte,“ weiß Jan Andreas, Geschäftsführer der ANLEG GmbH.

Auch die RES Group GmbH aus Rheinberg bietet Softwarelösungen und Beratung für Unternehmen in den Bereichen Logistik und Instandhaltung an und setzt auf die Zukunftstechnologie. Sie erwartet, dass der Kraftstoff Wasserstoff die Prozesse sowie die Infra- und Versorgungsstrukturen in der Logistikbranche grundlegend verändern wird. Damit die Digitalisierung vorangetrieben und beim Ersteinsatz von Wasserstoff die erforderlichen Planungs- und Controlling-Instrumente zur Verfügung stehen, wird an Softwarelösungen und Einführungsstrategien gearbeitet. Entsprechende Dienstleistungen sind allerdings kein Selbstläufer, bergen jedoch großes Potenzial.

„Als Software- und Beratungsunternehmen entwickeln wir gemeinsam mit unseren Kunden deshalb schon heute zukunftsfähige Projekte und Lösungen, damit die Digitalisierung und der Einsatz von Wasserstoff in der Logistik auf Straße, Schiene und Wasser ineinander greifen können“

Klaus-Peter Ehrlich-Schnelting, Geschäftsführer der RES Group GmbH
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Übergangsphase sinnvoll nutzen

Beide Beispiele und die Vielzahl bereits durchgeführter Forschungs- und Innovationsprojekte mittelständischer Unternehmen zeigen, dass sich diese auf den steilen Aufwärtstrend in der Wasserstoffwirtschaft vorbereiten. Allerdings warten noch viele Unternehmen darauf, dass grüner, günstiger Wasserstoff in ausreichender Menge zur Verfügung steht.

Die EU hat in ihrer Strategie sehr ehrgeizige Ziele definiert: bis 2024 Elektrolyse mit einer Leistung von 6 GW, entsprechend sechs großen Kraftwerksblöcken, und bis 2030 dann 40 GW Elektrolyse-Leistung, die dann 10 Millionen Tonnen Wasserstoff produzieren sollen. Der derzeitige Disput über die Sinnfälligkeit, Strom aus erneuerbaren Energien, der noch nicht in ausreichender Menge zur Verfügung steht, in einem verlustbehafteten Umwandlungsprozess für die Wasserstoffherstellung einzusetzen, ist mit den vorliegenden Strategien beantwortet. Die energiebilanzielle Ineffizienz und daraus resultierende finanzielle Opfer sind erforderlich, um Märkte für Wasserstofftechnologien und Anwendungen zu schaffen. Diese Opfer werden aber mittelfristig nicht ausreichen. In einer Überbrückungsphase muss zusätzlich blauer und türkisener Wasserstoff aus Erdgas CO2-neutral produziert und parallel die Kapazitäten für Strom aus erneuerbaren Energien ausgebaut und der Import von CO2-frei hergestelltem Wasserstoff aus dem Ausland vorangetrieben werden.

Fazit: Der Ausbau erneuerbarer Energien, national wie international, und die Wasserstoffwirtschaft sind also derzeit Branchen mit hohen Wachstumspotenzialen, die auch mittelständischen Unternehmen Chancen bieten. Die Produktion von Wasserstoff und dessen Einsatz in der industriellen Produktion sowie im Bereich der Antriebstechnik ist ein unverzichtbarer strategischer Baustein auf dem Weg zur CO2 -neutralen Wirtschaft.

ZENIT-Leistungen

ZENIT verfolgt das Thema Wasserstoff und Brennstoffzellen seit langem und kooperiert mit allen relevanten Multiplikatoren in NRW. Dazu gehören das Netzwerk Brennstoffzelle und Wasserstoff, Elektromobilität, das Cluster EnergieForschung.NRW, Forschungsakteure wie das Zentrum für Brennstoffzellentechnik ZBT, Unternehmen und Fördermittelgeber. Weil die hohen Umweltschutzziele nur zu erreichen sind, wenn alle Akteure aktiv werden, steht mittel- bis langfristig auch der nordrhein-westfälische Mittelstand vor großen Herausforderungen. Bei deren Bewältigung helfen wir mit verschiedenen Angeboten.

ZENIT

  • berät zu Förder- und Finanzierungsoptionen auf Landes- Bundes- und EU-Ebene
  • diskutiert und bewertet Projektideen und Innovationsansätze hinsichtlich Förderung und Finanzierung
  • begleitet Antragstellende von der Projektentwicklung bis zum Projektabschluss
  • Unterstützt die Unternehmen bei der Suche nach Forschungspartnern für nationale und internationale Innovationsprojekte und
  • sucht und verbreitet individuell Technologien für innovative Produktentwicklungen und initiiert Kontakte auf internationaler Ebene

Kontakt:

Dr. Uwe Birk
Dr. Uwe Birk Dipl.-Ing.
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