Unsere Zahl des Monats 10/2022: Keine Wasserknappheiten durch Wasserstoffproduktion in Deutschland zu erwarten

29.09.2022

Die Nationale Wasserstoffstrategie formuliert das Ziel einer Produktionskapazität von 10 GW grünem Wasserstoff zum Jahr 2030[1]. Zwar steht in der Diskussion rund um die Erzeugung von grünem Wasserstoff oftmals die ausreichende Verfügbarkeit von Strom aus erneuerbaren Energien im Mittelpunkt, für die Herstellung von Wasserstoff mittels Wasserelektrolyse wird neben jenem Strom allerdings auch Wasser benötigt. Konkret liegt der Wasserbedarf für die Produktion von 1 kg Wasserstoff bei 9 Litern. Dabei muss es sich um sogenanntes „entmineralisiertes Reinstwasser“ handeln. Aufgrund der somit notwendigen Aufbereitung von Rohwasser liegt der tatsächliche Bedarf wohl noch höher – beispielsweise würde der Bedarf bei salzhaltigem Meerwasser auf 22,5 l pro kg Wasserstoff steigen[2].

Von einem Elektrolyseur-Wirkungsgrad von 70 % und 4000 jährlichen Volllaststunden ausgehend, bedeutet eine Produktionskapazität von 10 GW einen Wasserbedarf von ca. 7,6 Mio. m3; bzw. 19 Mio. m3,wenn ausschließlich Meerwasser genutzt werden würde.

Die Grafik zeigt diese beiden möglichen Bedarfe im Jahr 2030 verglichen mit dem Frischwassereinsatz für in Produkte eingehendes Wasser im Jahr 2019. Dieser lag laut dem Statistischen Bundesamt bei ca. 220,5 Mio. m3.[3] Er macht allerdings lediglich 1,4 % bzw. 15,3 Mrd. m3 der gesamten Wassernutzung in der Wirtschaft aus – ohne Betriebe der öffentlichen Wasserversorgung. Unter Berücksichtigung dieser Zahlen verdeutlicht die Grafik, dass mit Wasserknappheiten durch den Hochlauf einer „Wasserstoffwirtschaft“ nicht zu rechnen ist. Insbesondere, da ein Teil des aktuell verwendeten Wasserbedarfs (z. B. von Kohlekraftwerken) durch Wasserstoff substituiert werden könnte.

Im Allgemeinen wird jedoch davon ausgegangen, dass mit einer Produktionskapazität von 10 GW nur rund 30 % der gesamten Nachfrage nach grünem Wasserstoff in Deutschland gedeckt werden können und somit importiert werden muss. Dementsprechend zeigt die Grafik auch den Wasserbedarf der prognostizierten Gesamtmenge an grünem Wasserstoff, der 2030 benötigt wird – rund 27 Mio. m3 respektive 67,5 Mio. m3, je nach Wasserqualität. Im Gegensatz zu Deutschland kann es in möglichen Exportländern, wie beispielsweise in den ohnehin trockenen Ländern der MENA-Region, durch die Produktion großer Mengen Wasserstoff zu Wasserknappheiten kommen. Dementsprechend sollten diese und andere mögliche negative Externalitäten beim Import von Wasserstoff bedacht werden. Damit befasst sich unter anderem eine Publikation des Projektes „Arbeitskräftebedarf und Arbeitskräfteangebot entlang der Wertschöpfungskette ‚Wasserstoff‘“.  Weitere Informationen zum Projekt finden Sie hier.

Weitere Beiträge der Serie „Zahl des Monats“ finden Sie hier.


[1] Statistisches Bundesamt (2022): Frischwassereinsatz: Bundesländer, Jahre, Wassernutzung. Verfügbarer Zeitraum: 2007–2019, GENESIS online, Tabelle 32221-0004. https://www-genesis.destatis.de/genesis//online?operation=table&code=32221-0004&bypass=true&levelindex=0&levelid=1663747447302#abreadcrumb, abgerufen am 29.09.2022.

[2] Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) (2020): Die Nationale Wasserstoffstrategie. Berlin. https://www.bmwk.de/Redaktion/DE/Publikationen/Energie/die-nationale-wasserstoffstrategie.pdf?__blob=publicationFile&v=20, abgerufen am 29.09.2022.

[3] Jones, E., Qadir, M., van Vliet, Michelle T. H., Smaktin, V. & Kang, Seong-mu (2019): The state of desalination and brine production: A global outlook. Science of The Total Environment 657, pp. 1343–1356. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969718349167?via%3Dihub.

 

 

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