Die Bundesregierung erhofft sich von der Produktion strombasierter Kraftstoffe neue Arbeitsplätze für den Technologiestandort Deutschland. Für die Entwicklung und Produktion der sogenannten Power-to-X-Technologien werde das „gebündelte Knowhow von Forschern, Ingenieuren und technischen Fachkräften aus Deutschland gebraucht“, erklärte Bundesumweltministern Svenja Schulze (SPD). Sie forderte eine stärkere wirtschaftliche Zusammenarbeit mit Ländern, die für die Produktion besonders geeignet sind. Was ist Power to X? Der englische Begriff Power to X (PtX; Strom zu X) steht übergreifend für eine ganze Reihe verschiedener Umwandlungsprozesse zur Speicherung und späteren Nutzung von Energie. Dabei kann etwa überschüssiger - oder aber eigens hierfür produzierter - Strom aus Windparks in Gase wie Methan oder eben reinen Wasserstoff (Power to Gas), in flüssige Kraftstoffe (Power to Fuel), in Wärme (Power to Heat) oder in chemische Grundstoffe für die Industrie (Power to Chemicals) umgewandelt werden. Gerade Wasserstoff soll hier als Alternative zu fossilen Energieträgern eine Schlüsselrolle einnehmen und könnte in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden, beispielsweise in energieintensiven Industrien und im Verkehr. Was ist das Besondere an Wasserstoff?

Er ist zuhauf verfügbar: In der Natur kommt das Element (chemisches Symbol: H) beispielsweise in Wasser vor. Allerdings ist es fast ausschließlich in chemischen Verbindungen vorhanden. Im Fall von Wasser (H2O) muss diese Verbindung in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten werden - und dafür braucht es viel Energie. Handelt es sich dabei um Ökostrom, wird von „grünem“ Wasserstoff gesprochen. Ein nachhaltiges Power-to-X-Netzwerk ist also zwangsläufig mit dem Ausbau erneuerbarer Energieträger verbunden. Wo lässt sich grüner Wasserstoff einsetzen? Potenziale gibt es dort, wo in absehbarer Zukunft nur mit großem Aufwand eine Versorgung direkt mit Strom möglich wäre - etwa in Schiff- und Luftfahrt. Bedeutung hat Wasserstoff auch bei der Herstellung synthetischer Kraftstoffe. Die Chemieindustrie und Raffinerien verbrauchen viel Wasserstoff, der bislang vor allem aus fossilen Energieträgern gewonnen wird. In Hochöfen von Stahlwerken könnte grüner Wasserstoff die sogenannte Einblaskohle ersetzen. Welche Potenziale gibt es für die Produktion bei Power to X?

Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik hat in einer globalen Erhebung zur PtX-Produktion außerhalb Europas ein Erzeugungspotenzial von 69.100 Terawattstunden für grünen Wasserstoff und weitere 57.000 Terawattstunden für synthetische Kraftstoffe pro Jahr errechnet. Zum Vergleich: Im Jahr 2050 werden für den weltweiten Luftverkehr voraussichtlich etwa 6700 Terawattstunden und für den globalen Schiffsverkehr 5700 Terawattstunden an strombasierten Kraftstoffen benötigt. Die größten Flächenpotenziale gibt es laut Fraunhofer-Institut in den USA und in Australien. Besonders kostengünstig lässt sich Power-to-X-Technologie demnach in Chile und Argentinien betreiben. Ausschlaggebend für die Bewertung eines Standorts sind Faktoren wie Flächenverfügbarkeit, Wetterbedingungen, Wasserverfügbarkeit, Naturschutz und Investitionssicherheit. Welche Herausforderungen gibt es? Noch sind Aufwand und Kosten für die Technik vergleichsweise hoch. Die Bundesregierung setzt auf „Skaleneffekte“ in der Produktion, also darauf, dass große Nachfragemengen die Herstellung kostengünstiger machen und sich teure Produktionsumstellungen rentieren. Dafür ist neben internationaler Kooperation und einem großen Absatzmarkt jedoch auch Zeit nötig. Die EU-Kommission peilt an, dass die Produktion von sauberem Wasserstoff bis 2024 auf eine Million Tonnen und bis 2030 auf zehn Millionen Tonnen steigt. Derzeit werden nach EU-Angaben knapp zehn Millionen Tonnen Wasserstoff in Europa vor allem durch den Einsatz fossiler Energieträger produziert. Der Bund für Umwelt und Naturschutz (BUND) fordert von Anfang an verbindliche Nachhaltigkeitsregeln für Power to X, damit die Technologien wirklich klimafreundlich werden. Verbraucherschützer mahnen, dass die Ausbaukosten der Wasserstoffwirtschaft - etwa für Netze - nicht auf Privatverbraucher abgewälzt werden dürften.