Der Wasserbedarf für Elektrolyseanlagen lässt sich in Deutschland decken. Das zeigt eine DIW-Studie. In einzelnen Regionen könnte jedoch knappes Wasser die Standortwahl beeinflussen.

 

Der Wasserstoffbedarf steigt durch den Ausbau der grünen Wasserstoffproduktion. Dennoch sieht das Deutsche Institut für Wirtschaftsforschung (DIW) keine Gefahr eines flächendeckenden Wassermangels in Deutschland. In Modellrechnungen für das Jahr 2030 zeigt das Institut, dass der Wasserbedarf für Elektrolyse im Verhältnis zum gesamten Wasserverbrauch in fast allen Bundesländern gering bleiben wird. Die Studienautoren gehen jedoch davon aus, dass in einzelnen Regionen die Wasserversorgung stark beansprucht sein wird. Dies könnte Einfluss auf die Standortwahl für Elektrolyseanlagen haben. Entscheidend für die Entwicklung seien aber vor allem die Verfügbarkeit erneuerbarer Energien und der Ausbau des Wasserstoffkernnetzes.

Derzeit vor allem grauer Wasserstoff

Derzeit liegt der Wasserstoffbedarf in Deutschland laut den Berliner Wissenschaftlern bei etwa 46 Milliarden kWh. Dieser Wasserstoff liegt in überwiegender Form als grauer Wasserstoff vor - entstanden aus der Dampfreformierung von Erdgas. Bis 2030 soll sich der Bedarf, so berechnet es das DIW, mindestens verdoppeln, wobei der Anteil von grünem Wasserstoff deutlich steigen soll.

Das DIW zeigt sich optimistisch, dass durch den geplanten Ausbau des Wasserstoffkernnetzes nahezu alle Bundesländer mit Wasserstoff versorgt werden könnten. Mit einem funktionierenden Netz ließen sich Elektrolyseanlagen bevorzugt in Regionen errichten, in denen sowohl grüne Energien als auch Wasser in ausreichender Menge vorhanden sind. Diese Gegebenheiten sieht das DIW vor allem im Norden Deutschlands.
 
Falls der Netzausbau geringer ausfällt als geplant, halten die Forscher dezentrale Anlagen in Verbrauchernähe für erforderlich − insbesondere in Industriezentren. Doch selbst dann würde der Frischwasserbedarf in den meisten Bundesländern unter 0,5 Prozent der heutigen Wasserentnahmen liegen. Die DIW-Studie kommt zudem zu dem Schluss, dass die Wasserkosten nur einen geringen Einfluss auf die Standortentscheidung haben: Diese Kosten machten im Schnitt rund 0,6 Prozent der Elektrolysekosten aus – vorausgesetzt, das Wasserstoffpipelinenetz wird wie vorgesehen gebaut.

Neun Liter Reinstwasser gleich ein Kilogramm Wasserstoff

Die Autoren empfehlen, den Ausbau des Wasserstoffkernnetzes schnell voranzutreiben. So könnten neue Elektrolyseure vor allem dort entstehen, wo genug Wasser verfügbar ist. Außerdem raten sie, bei Genehmigungen und Förderprogrammen stärker darauf zu achten, ob Wasserressourcen in einer Region bereits stark genutzt werden. Offenere Informationen zu den tatsächlich gezahlten Wasserpreisen würden zudem helfen, ihre Rolle bei Investitionsentscheidungen besser zu bewerten.

Bei der Elektrolyse wird aus Wasser und Strom Wasserstoff gewonnen. Stammt der Strom aus erneuerbaren Quellen, spricht man von grünem Wasserstoff. Das für den Elektrolyseprozess notwendige Wasser kann aus Grund- oder Oberflächengewässern entnommen und muss zu Reinstwasser aufbereitet werden. Pro Kilogramm Wasserstoff werden rund neun Liter Reinstwasser sowie zusätzlich Wasser für Kühlprozesse benötigt.

Besonders geeignet für Elektrolyse sind Bundesländer mit hoher Windstromerzeugung und ausreichender Wasserversorgung. Im Fall knapper Frischwasserressourcen lässt sich auch entsalztes Meerwasser für die Elektrolyse nutzen. Für die von der Bundesregierung geplanten 10.000 MW Elektrolyseleistung bis 2030 errechnet das DIW einen jährlichen Wasserbedarf von etwa 26 Millionen Kubikmetern – das entspricht laut dem Institut rund 0,15 Prozent der heutigen Wasserentnahmen in Deutschland.

Die Studie „Elektrolyse: Wasserbedarf kein beschränkender Faktor, Wasserstoffnetz entscheidend“  ist über die Internetseite des DIW einsehbar.