Wasserstoff dient schon seit längerem als wichtiger Energieträger und wird für viele Industrieprozesse, insbesondere in der chemischen Industrie, benötigt. Der Bedarf an Wasserstoff liegt in Österreich aktuell bei rund 132.000 Tonnen pro Jahr (4,4 TWh). Aktuell wird der Großteil noch aus fossilen Quellen über die „Erdgasreformation“ gewonnen. Diese Art von Wasserstoff wird „grauer Wasserstoff“ genannt. Dieser soll durch klimaneutralen Wasserstoff ersetzt werden.

Da Wasserstoff ein wichtiger Baustein für das Gelingen der Energiewende ist, wird die Nachfrage noch stark steigen. Jüngst findet dieses erneuerbare Gas weitere Einsatzgebiete wie etwa zur saisonalen Energiespeicherungen oder als Kraftstoff für nachhaltige Mobilität. Der große Vorteil von H2 (molekularer Wasserstoff) ist, dass das Gas sehr leicht ist, eine hohe Speicherdichte besitzt und zudem nachhaltig erzeugt werden kann. Damit ist es nicht nur für die aktuell heiß diskutierte Mobilität eine wichtige Alternative, sondern etwa auch für die Stahlindustrie, die schon intensiv an neuen Verfahren arbeitet, um Erdgas und Kohle bei der Stahlproduktion durch grünen Wasserstoff zu ersetzen.

Ermöglicht wird dies durch Elektrolyse, der Spaltung von Wasser (H2O) mittels elektrischer Energie, und biogener Wasserstofferzeugung. So ist bis 2030 der Aufbau von 1 GW Elektrolysekapazität vorgesehen (im Mai 2023 waren es erst 13,2 Megawatt), um damit fossilen durch klimaneutralen Wasserstoff in der energieintensiven Industrie zu ersetzen.

Klimaneutraler Wasserstoff

Unter „klimaneutralem Wasserstoff“ versteht man neben „grünem Wasserstoff“, der im Idealfall aus überschüssigem Strom etwa von Wind- und PV-Anlagen mittels Elektrolyse gewonnen wird, ebenso „blauen Wassersstoff“. Hier wird der Wasserstoff wie bislang aus Erdgas (Methan) gewonnen, wobei aber mittels vollständiger CO2-Abscheidung für die Klimaneutralität gesorgt wird. Eine weitere Lösung ist „türkiser Wasserstoff“, der mittels Methanpyrolyse erzeugt wird, wobei fester Kohlenstoff anstatt Kohlendioxid als Beiprodukt anfällt. Die thermische Energie muss natürlich aus erneuerbaren Energiequellen stammen.

Österreichs Wasserstoffstrategie

Um den Aufbau einer nachhaltigen Wasserstoffwirtschaft in Österreich sowie die Forschung entlang der gesamten Wasserstoffwertschöpfungskette zu fördern, hat die Bundesregierung 2022 eine nationale Wasserstoffstrategie präsentiert. Das Ziel ist, die Wasserstoffproduktion als integralen Bestandteil des Energiesystems zu etablieren und damit zugleich den Wirtschafts- und Technologiestandort Österreich in diesem zukunftsträchtigen Technologiefeld zu stärken.

Neben den aktuell industriellen Anwendungen ist Wasserstoff als nachhaltiger Treibstoff besonders in Sektoren wie dem Schwerverkehr und der Schiff- und Luftfahrt interessant. Denn für diese Einsatzzwecke bieten Batterien noch eine zu geringe Energiedichte und haben somit für viele Anwendungen ein zu hohes Gewicht. Neben der Entwicklung der notwendigen Wasserstoffinfrastruktur setzt die Strategie ebenfalls auf den Aufbau von internationalen Partnerschaften für klimaneutralen Wasserstoff. Für einen übergreifenden Dialogprozess hat das BMK und das BMAW zudem die Plattform Hydrogen Partnership Austria (hypa.at) initiiert, um Positionen aus der Wirtschaft, Forschung und Zivilgesellschaft produktiv in die Gestaltung von Regularien und Fördermechanismen aufzunehmen.

Vorzeigeregionen WIVA P & G

In der Wasserstoffinitiative-Vorzeigeregionen WIVA P & G, gefördert vom Klima- und Energiefonds (wiva.at), wird die Umstellung der österreichischen Volkswirtschaft auf ein stark wasserstoffbasiertes Energiesystem demonstriert. Dazu hat der Forschungsverein WIVA P&G schon einige innovative Entwicklungen in den Bereichen Anwendungs-, Netz- und Speichertechnologien von Wasserstoff und erneuerbaren Gasen umgesetzt. In den Jahren 2021 und 2022 wurden Forschungsprojekte bereits mit 60 Millionen Euro seitens der öffentlichen Hand unterstützt.

Grünes Gas aus der Steiermark

Eines dieser vom Klima- und Energiefonds geförderten Projekte nennt sich „Renewable Gas Field“. Dahinter verbirgt sich die erste außerbetriebliche Produktionsanlage für grünen Wasserstoff in Österreich, die im Mai in der südsteirischen Gemeinde Gabersdorf in Betrieb gegangen ist. In diesem Modell-Projekt der Energie Steiermark, in das in Summe 10,5 Mio. Euro investiert wurden (davon 2,6 Mio. Euro gefördert), wird ein ganzheitlicher „Power-to-Gas“- Ansatz demonstriert. Die Anlage befindet sich auf einem 10.000 m2 großen Areal und ermöglicht die Kopplung der Wasserstoffproduktion mit einer lastflexiblen Methanisierungseinheit, die mit einer bestehenden Biogasanlage verbunden ist.

Weiters wird für die Speicherung und Verteilung des erneuerbaren Wasserstoffs und des synthetisch erzeugten grünen Erdgases gesorgt, etwa auch mit einer Trailer-Abfüllanlage. Durch die Zufuhr von Rohbiogas kann der Wasserstoff CO2-neutral in Methangas umgewandelt und direkt in das bestehende Erdgasnetz gespeist werden. Der Elektrolyseur für die Produktion des grünen Wasserstoffs wird mit einer Photovoltaik-Großanlage mit 6.000m2 Kollektorfläche (850 kW) betrieben. Somit können im Jahr rund 300 Tonnen Wasserstoff erzeugt und 5.200 Tonnen CO2 eingespart werden.

Wasserstoffregion Osterösterreich

Ein weiteres Vorzeige-Projekt nennt sich „H2Real“. Angelehnt an das berühmte Silicon Valley soll ein „Hydrogen Valley“ in der Region Ostösterreich entwickelt werden. Das Ziel ist es, eine integrierte Wertschöpfungskette von Produktion, Speicherung, Verteilung und Verbrauch von Wasserstoff in der Praxis zu demonstrieren. In diesem Kooperationsprojekt sind zahlreiche Industrie- und Forschungspartner am Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft beteiligt, um gemeinsame Investitionen und koordinierte Infrastrukturprojekte anzugehen sowie innovative H2-Konzepte und neue technischer Lösungen zu entwickeln und umzusetzen. Ein weiters Ziel ist die Nutzung von Synergieeffekten entlang der gesamten Wertschöpfungskette, um den Preis für Wasserstoff zu senken.

Wasserstoffwirtschaft

Und es gibt zahlreiche weitere Projekte wie das schon öfters publizierte Projekt „Underground Sun Storage 2030“ zur geologischen Speicherung von Wasserstoff (wiva.at/project/uss2030/) oder das Projekt „NEFI-Green Steel“ zur CO2-neutralen Beheizung von Industrieöfen. Wichtig ist besonders auch die internationale Zusammenarbeit in den großen IPCEI-Programmen (Instrument „Important Projects of Common European Interest) der Europäischen Union wie bei IPCEI Hy2Tech und Hy2Use, an denen einige österreichische Projekte und Unternehmen beteiligt sind.