Grüner Wasserstoff: Geht es auch ohne Strom?

Europa hat einen großen Teil seiner Strategie für grünen Wasserstoff auf eine einfache Annahme gestützt: Mit dem Ausbau erneuerbarer Energien und der Skalierung der Elektrolyseurproduktion würden die Kosten für sauberen Wasserstoff so weit sinken, dass eine Nachfrage aus der Stahlindustrie, der Chemiebranche, Raffinerien und anderen Sektoren entsteht, die sich nur schwer direkt elektrifizieren lassen.

Die Fabriken werden inzwischen gebaut. Die Projekte nicht.

Europa kann Schätzungen zufolge jährlich Elektrolyseure mit einer Leistung von 8,49 Gigawatt herstellen. Doch von den rund 31 GW an europäischer Kapazität für grünen Wasserstoff, die bis 2030 erwartet werden, haben laut Zahlen des Energy Industries Council bislang nur etwa 3 GW eine endgültige Investitionsentscheidung erreicht. Von den Hunderten Wasserstoffprojekten, die seit 2020 in Europa angekündigt wurden, ist nur ein Bruchteil in Betrieb. Europas Wasserstoffproblem ist damit zunehmend weder mangelnder Ehrgeiz noch fehlende Produktionskapazität. Es ist die Wirtschaftlichkeit.

Die Europäische Union hat erneuerbaren Wasserstoff zu einem wichtigen Bestandteil ihrer Pläne für die Dekarbonisierung der Industrie und die Energiesicherheit gemacht. Die Wasserstoffstrategie von 2020 sah bis 2030 eine Elektrolyseurkapazität für erneuerbaren Wasserstoff von 40 GW vor; spätere politische Maßnahmen sollten die Nachfrage in Industrie und Verkehr ankurbeln. Deutschland strebt bis zum Ende des Jahrzehnts 10 GW Elektrolysekapazität an, während auch Dänemark, Frankreich und die Niederlande weitreichende Ziele formuliert haben.

Diesen Zielen folgen weiterhin öffentliche Mittel. Im Mai genehmigte die Europäische Kommission ein deutsches Beihilfeprogramm über 1,3 Milliarden Euro im Rahmen der Europäischen Wasserstoffbank, das die Produktion von erneuerbarem Wasserstoff und die dazugehörige Infrastruktur unterstützen soll. Das Programm soll die Erzeugung mit dem dänischen Hydrogen Backbone und dem geplanten deutschen Wasserstoff-Kernnetz verbinden.

Hohe Produktionskosten bremsen Investitionen

Doch zwischen politischem Anspruch und kommerzieller Umsetzung ist die Branche auf ein hartnäckiges Problem gestoßen. Grüner Wasserstoff kostet in Europa derzeit laut einer europäischen Projektanalyse etwa 4 bis 10 Euro pro Kilogramm, verglichen mit rund 1 bis 4 Euro je Kilogramm für konventionellen grauen Wasserstoff. Strom kann bis zu 70 % der Produktionskosten ausmachen. Die Elektrolyseure selbst erfordern erhebliche Anfangsinvestitionen; hinzu kommen Kosten für Verdichtung, Speicherung und Transport, bevor der Wasserstoff einen industriellen Abnehmer erreicht. Das Ergebnis ist ein bekanntes Finanzierungsdilemma. Produzenten benötigen langfristig gebundene Abnehmer, bevor sie Milliarden in Projekte investieren. Industriekunden wiederum zögern, Verträge zu unterzeichnen, solange erneuerbarer Wasserstoff einen erheblichen Preisaufschlag gegenüber fossilen Alternativen aufweist. Ohne gesicherte Abnahme fällt es den Entwicklern schwer, die Baufinanzierung zu erhalten.

Diese Schwäche wirkt inzwischen auf Europas Produktionsbasis zurück. Nach Einschätzung des EIC hatten mehr als 90 % der für 2030 erwarteten europäischen Kapazität von rund 31 GW noch keine endgültige Investitionsentscheidung erreicht. Die Folge sind nicht ausgelastete Elektrolyseurfabriken. Damit steht Brüssel vor einem unbequemen strategischen Dilemma. Europa will eine heimische Elektrolyseurindustrie erhalten, statt von importierter Technologie abhängig zu werden. Doch allein die Herstellung zusätzlicher Elektrolyseure löst nicht das Kostenproblem des damit erzeugten Wasserstoffs. Ein großer Teil der Branche setzt deshalb auf schrittweise Verbesserungen: günstigeren erneuerbaren Strom, größere Elektrolyseurfabriken, effizientere Stacks und höhere Auslastungsgrade.

Praxiswissen für den Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft

Die internationale Fachkonferenz „From Production to Application: THE #P2X CONFERENCE“ geht in die fünfte Runde. Am 1. und 2. Dezember 2026 treffen sich in Frankfurt am Main Experten aus Industrie, Forschung und Anlagenbau, um über die technische Umsetzung von Power-to-X-Projekten und den Einsatz von Wasserstoff sowie seiner Derivate zu diskutieren.

Redaktion FLUID

Alternative zur Elektrolyse

Es gibt jedoch noch eine andere Möglichkeit. Statt die Kosten jeder einzelnen Komponente in der Produktionskette für grünen Wasserstoff zu senken, versuchen Forscher, bestimmte Komponenten ganz zu beseitigen. Bei der photokatalytischen Wasserspaltung, mitunter auch als künstliche Photosynthese bezeichnet, soll Wasserstoff direkt aus Sonnenlicht und Wasser erzeugt werden. Gelingt dies mit ausreichender Effizienz und Haltbarkeit, müsste Sonnenenergie nicht mehr zunächst in Strom umgewandelt werden, der anschließend durch einen Elektrolyseur fließt. Der Elektrolyseur selbst, die Photovoltaikanlage und ein Teil der zugehörigen Hochspannungsinfrastruktur könnten möglicherweise aus der Produktionskette entfallen.

Ein Unternehmen, das herausfinden will, ob dieses Konzept auch außerhalb des Labors funktioniert, ist Sparc Hydrogen. An dem australischen Gemeinschaftsunternehmen halten Sparc Technologies und Fortescue jeweils 36 %; die University of Adelaide besitzt die übrigen 28 %. Mit Fortescue ist ein Industriepartner beteiligt, der Erfahrung mit groß angelegten Rohstoff- und grünen Wasserstoffprojekten einbringt. Die Universität steuert Forschungskompetenz und geistiges Eigentum bei.

Der Ansatz von Sparc nutzt konzentriertes Sonnenlicht, das in einen patentierten Reaktor mit Wasser und einem Photokatalysator gelenkt wird. Das Licht aktiviert den Katalysator und ermöglicht die Aufspaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Die Konzentration des Sonnenlichts soll die Lichtintensität erhöhen und die benötigte Menge an Photokatalysator verringern. Zudem untersucht das Unternehmen, ob die im Prozess entstehende Wärme für industrielle Anwendungen nutzbar gemacht werden kann.

Entscheidend ist: Das Projekt ist inzwischen über ein reines Laborexperiment hinausgekommen. Nach Prototypentests im Energy Centre der australischen Forschungsorganisation CSIRO errichtete Sparc auf dem Roseworthy-Campus der University of Adelaide in Südaustralien eine Pilotanlage unter realer Sonneneinstrahlung. Dort sollen verschiedene Katalysatoren und Reaktorkonfigurationen unter tatsächlichen Solarbedingungen getestet sowie technische Daten gewonnen werden, anhand derer sich eine spätere Skalierung des Verfahrens beurteilen lässt.

Das Unternehmen meldete anschließend eine kontinuierliche Wasserstoffproduktion und einen autonomen Betrieb in Roseworthy, auch während des südaustralischen Sommers. Das Update von 2026 verweist zudem auf Aktivitäten in Europa, darunter Gespräche in Spanien, Deutschland, Großbritannien und den Niederlanden sowie die Zusammenarbeit mit einem Anbieter konzentrierender Solartechnologie in Valencia. Diese Gespräche sind nicht mit einer kommerziellen Einführung in Europa gleichzusetzen. Sie zeigen jedoch, wo Sparc potenzielle Anwendungen sieht, sollte die Technologie weitere Fortschritte erzielen.

Elektrolyse vorerst noch im Vorteil

Es gibt einen wichtigen Grund, warum die Elektrolyse weiterhin die dominierende Technologie ist. Hydrogen Insight berichtete, dass der zunächst in der Sparc-Pilotanlage eingesetzte Photokatalysator einen Wirkungsgrad von Sonnenlicht zu Wasserstoff von rund 1 % erreichte. Eine mit Solarstrom betriebene Elektrolyse kommt im Vergleich dazu auf etwa 12 bis 15 %.

Sparc argumentiert, dass der derzeitige Katalysator nicht den Endpunkt der Entwicklung darstellt. Die Pilotanlage wurde unter anderem als Plattform konzipiert, auf der effizientere Photokatalysatoren getestet werden können, darunter auch Materialien anderer Forschungsgruppen. Sparc gab kürzlich eine Technologiekooperation mit SunHydrogen bekannt, bei der im Labormaßstab Wirkungsgrade von Sonnenlicht zu Wasserstoff von mehr als 10 % erzielt wurden. Dies könnte einen entscheidenden Schritt auf dem Weg zur kommerziellen Realität darstellen.

Ob eine solche Leistung außerhalb des Labors wirtschaftlich erreicht, über lange Zeiträume aufrechterhalten und zu einer kommerziell wettbewerbsfähigen Wasserstoffproduktion skaliert werden kann, ist noch nicht bewiesen. Photokatalysatoren müssen effizient, kostengünstig und langlebig sein. Reaktoren müssen im Freien zuverlässig arbeiten. Und letztlich wird nicht allein der wissenschaftliche Wirkungsgrad entscheidend sein, sondern die Kosten jedes ausgelieferten Kilogramms Wasserstoff.

Elektrolyse und Photokatalyse lösen unterschiedliche Aufgaben

Gerade diese Unsicherheit ist der Grund, die Technologie aufmerksam zu verfolgen, statt sie vorschnell zum Sieger zu erklären. Die konventionelle Elektrolyse ist erprobt, zunehmend industrialisiert und geografisch flexibel. Sie kann Strom aus Windkraft, Solarenergie, Wasserkraft oder Kernenergie nutzen. Photokatalytisch erzeugter Wasserstoff befindet sich in einem früheren Entwicklungsstadium und dürfte aufgrund seiner direkten Abhängigkeit vom Sonnenlicht vor allem Regionen mit hoher Sonneneinstrahlung begünstigen. Für Europa könnten Spanien und andere Teile Südeuropas daher besonders relevant werden, sollte die Technologie zur Marktreife gelangen. Zugleich könnte sie die politische Debatte erweitern, die bislang stark auf die Elektrolyse ausgerichtet ist.

Europa muss sich heute nicht zwischen beiden Technologien entscheiden. Ebenso wenig wäre es sinnvoll, eine auf kommerziell verfügbaren Elektrolyseuren basierende Wasserstoffstrategie auf ein Verfahren umzulenken, das sich noch im Pilotstadium befindet. Die wichtigere Frage lautet, ob Europas Industriepolitik technologisch offen bleiben sollte, während sie versucht, die enorme Lücke zwischen Wasserstoffambition und Wirtschaftlichkeit zu schließen.

Diese Frage ist relevant, weil Europas gegenwärtige Schwierigkeiten darauf hindeuten, dass Skalierung allein womöglich nicht die einst erwarteten Kostensenkungen bringt. Der Kontinent hat Subventionen, Zielvorgaben, Infrastrukturpläne und eine Elektrolyseurindustrie geschaffen. Dennoch fällt es den Entwicklern weiterhin schwer, aus angekündigten Projekten konkrete Investitionsentscheidungen zu machen. Der Ansatz von Sparc Hydrogen ist eine grundlegend andere Antwort auf das Kostenproblem der Branche: Statt zu fragen, wie sich der Elektrolyseur günstiger machen lässt, stellt das Unternehmen die Frage, ob er ganz entfallen kann.

Europa benötigt weiterhin Technologien, die bereits heute erneuerbaren Wasserstoff erzeugen können. Soll grüner Wasserstoff jedoch zu einem industriellen Standardprodukt werden und nicht dauerhaft ein subventioniertes Premiumprodukt bleiben, könnten zusätzlich Technologien erforderlich sein, die seine grundlegende Kostenstruktur verändern. Nachdem Milliarden Euro in den Aufbau einer auf Elektrolyse basierenden Wasserstoffwirtschaft geflossen sind, könnte eine der folgenreichsten Fragen des kommenden Jahrzehnts lauten: Braucht tatsächlich jedes Kilogramm grünen Wasserstoffs überhaupt einen Elektrolyseur?

Quelle: Sparc Technologies, bearbeitet von: Sabine Königl