Ob als saisonaler Energiespeicher oder als vielversprechende Technologie für emissionsfreies Fliegen – Wasserstoff gilt seit Langem als unverzichtbarer Weg zur Klimaneutralität. Gleichzeitig ist Wasserstoff bereits ein wichtiger Rohstoff für die chemische Industrie, die derzeit der größte Wasserstoffverbraucher in Deutschland ist. Im Jahr 2021 verbrauchten deutsche Chemieanlagen 1,1 Millionen Tonnen Wasserstoff, was 37 Terawattstunden Energie entspricht und etwa zwei Drittel des in Deutschland verbrauchten Wasserstoffs ausmacht.

Laut einer Studie der Deutschen Wasserstoff-Taskforce könnte der Wasserstoffbedarf der chemischen Industrie bis zum Erreichen des angestrebten Klimaneutralitätsziels im Jahr 2045 auf über 220 Terawattstunden (TWh) steigen. Das Forschungsteam, bestehend aus Experten der Gesellschaft für Chemische Verfahrenstechnik und Biotechnologie (DECHEMA) und der Nationalen Akademie der Wissenschaften und Technik (acatech), hatte den Auftrag, einen Fahrplan für den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft zu entwickeln. Dieser soll es Wirtschafts-, Verwaltungs- und Politikakteuren ermöglichen, gemeinsam die potenziellen Zukunftsperspektiven einer Wasserstoffwirtschaft und die notwendigen Schritte zu deren Aufbau zu verstehen. Das Projekt wurde mit 4,25 Millionen Euro aus dem Haushalt des Bundesministeriums für Bildung und Forschung und des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert. Ein Untersuchungsfeld ist die chemische Industrie (ohne Raffinerien), die jährlich rund 112 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalent emittiert. Dies entspricht etwa 15 Prozent der gesamten deutschen Emissionen, obwohl der Sektor nur etwa 7 Prozent des gesamten Energieverbrauchs ausmacht.

Die offensichtliche Diskrepanz zwischen Energieverbrauch und Emissionen im Chemiesektor ist auf die Verwendung fossiler Brennstoffe als Grundstoffe zurückzuführen. Die chemische Industrie nutzt nicht nur Kohle, Erdöl und Erdgas als Energieträger, sondern spaltet diese Ressourcen auch in ihre Elemente, vorwiegend Kohlenstoff und Wasserstoff, auf, um sie anschließend zu chemischen Produkten zu verarbeiten. So entstehen Grundstoffe wie Ammoniak und Methanol, die dann zu Kunststoffen und Kunstharzen, Düngemitteln und Farben, Körperpflegeprodukten, Reinigungsmitteln und Arzneimitteln weiterverarbeitet werden. All diese Produkte enthalten fossile Brennstoffe, einige bestehen sogar vollständig daraus. Die Verbrennung bzw. der Verbrauch von Treibhausgasen macht die Hälfte der Emissionen der Branche aus, die andere Hälfte stammt aus dem Umwandlungsprozess.

Grüner Wasserstoff ist der Schlüssel zu einer nachhaltigen chemischen Industrie

Selbst wenn die chemische Industrie ihren Energiebedarf vollständig aus nachhaltigen Quellen decken würde, könnten die Emissionen nur halbiert werden. Durch den Umstieg von fossilem (grauem) auf nachhaltigen (grünen) Wasserstoff ließen sich die Emissionen der chemischen Industrie jedoch mehr als halbieren. Bislang wird Wasserstoff fast ausschließlich aus fossilen Brennstoffen gewonnen. Deutschland, das etwa 5 % seines Wasserstoffs aus erneuerbaren Energien bezieht, ist international führend. Bis 2045/2050 wird sich der Wasserstoffbedarf in Deutschland mehr als versechsfachen und auf über 220 TWh steigen. Die Spitzennachfrage könnte sogar 283 TWh erreichen, was dem 7,5-Fachen des aktuellen Verbrauchs entspricht.