Auf dem Weg zur Weltspitze: Aufbau einer grünen Wasserstoffwirtschaft
Die Folgen des Klimawandels werden immer deutlicher, der Übergang zur nachhaltigen Wirtschaft zur globalen Herkulesaufgabe. Diese Herausforderung erfordert vor allem neues Wissen und intelligente Technologien. Die Hansestadt Hamburg verfügt auch dank ihrer Jahrhunderte langen Tradition als Hafen- und Industriestandort über den für eine erfolgreiche Transformation nötigen weitsichtigen Unternehmergeist.
Mehr als tausend Jahre nach der Hafengründung ist Hamburg heute das wichtigste Handels- und Wirtschaftszentrum in Nordeuropa. Für einen nachhaltigen Transfer der Wirtschaft in die Zukunft strebt die Elbmetropole gemeinsam mit ihren Partnern eine Dekarbonisierung von Hafen, Industrie, Logistik und Luftverkehr und den Aufbau einer wettbewerbsfähigen grünen Wasserstoffwirtschaft an. Konsequent eingebettet in die Norddeutsche Wasserstoffstrategie und innerhalb der Leitplanken des Klimaplans soll eine nahezu vollständige Versorgung aller an grünem Wasserstoff interessierten Abnehmer ermöglicht werden. Um das Thema voranzutreiben, wurde das etablierte Cluster Erneuerbare Energien Hamburg (EEHH) 2021 um das Schwerpunktthema Wasserstoff erweitert. Dank der großen Schnittmenge an Akteuren entstehen so sinnvolle Synergien zum Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft. Innerhalb seiner Clusterstrategie fördert Hamburg konsequent Innovation, Wachstum und Beschäftigung in zukunftsfähigen Wirtschaftsbereichen. Die Hamburger Cluster sind strategische Spezialisierungsfelder, die dem Standort ein klares Kompetenzprofil geben, das weit über die Landesgrenzen hinaus strahlt und mobiles Kapital, Talent, Sachverstand sowie Unternehmen und Fachkräfte aller Qualifikationen anzieht.
Die Voraussetzungen für eine grüne Wasserstoffwirtschaft sind hervorragend. So bescheinigt die Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) Norddeutschland und der Millionenmetropole Hamburg als ihrem industriellen Zentrum, ein vielversprechender Zukunftsort für erneuerbare Energien und grünen Wasserstoff zu sein.
Das wird auch vom Bundeswirtschaftsministerium und dem Bundesverkehrsministerium bestätigt, die im Mai 2021 zwölf Wasserstoff-Großprojekte in der Metropolregion Hamburg im Rahmen des sogenannten IPCEI Wasserstoff (Important Projects of Common European Interest) als förderungswürdig bewertet haben. Acht davon liegen innerhalb der Stadtgrenzen, weitere vier in der Metropolregion. Damit ist Hamburg nicht nur das leistungsstärkste Cluster für grünen Wasserstoff in Deutschland – sondern auch eines der stärksten in Europa.
Im PDF werden die zwölf Wasserstoff-Großprojekte in der Metropolregion Hamburg im Rahmen des sogenannten IPCEI Wasserstoff (Important Projects of Common European Interest) detailliert dargestellt. Acht Projekte liegen innerhalb der Stadtgrenzen, vier in der Metropolregion.
Lade dir hier das PDF mit den 12 IPCEI Wasserstoff-Projekten herunter.
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Optimale Förderung: kooperieren, finanzieren, entwickeln, testen
Aber auch über die IPCEI-Vorhaben hinaus gibt es zahlreiche Leuchtturmprojekte in der Region.
Dazu gehören beispielsweise das ITZ Nord oder die Stiftung H2Global. Noch ist grüner Wasserstoff knapp. Die Entwicklungen auf einem künftigen Wasserstoffmarkt, seine rechtlichen Rahmenbedingungen und die Preise für grünen Wasserstoff sind schwer kalkulierbar. Um den weltweiten Markhochlauf für Wasserstoff voranzubringen, wurde deshalb 2021 die H2Global-Stiftung gegründet. Die Bundesregierung stellt dafür insgesamt 900 Millionen Euro zur Verfügung. Über ein sogenanntes „Doppelauktionsmodell" wird die Differenz zwischen den hohen Weltmarktpreisen für Wasserstoff und den niedrigeren Preisen, zu denen er regional vermarktet und wirtschaftlich genutzt wird, überbrückt, so dass sowohl Anbieter als auch Abnehmer Planungssicherheit haben.
Das ITZ Nord wiederum soll insbesondere für Startups, Gründer:innen sowie KMUs an den Standorten Hamburg, Bremen, Bremerhaven und Stade eine neuartige Entwicklungs-, Forschungs- und Testumgebung in der Luft- und Schifffahrt schaffen. Das ITZ Nord gilt als wichtiger Meilenstein für den Ausbau Norddeutschlands zu einer Wasserstoffhochburg und wird vom Bund mit bis zu 70 Millionen Euro gefördert.
Und auch ein weiteres Projekt setzt auf die Vernetzung von Startups, um die Entwicklung von Innovationen und Zukunftstechnologien weiter voranzutreiben. Zu diesem Zweck ist in Hamburg im Sommer 2022 mit dem „H2 StartUp Accelerator“ eines der weltweit ersten Programme dieser Art zum Thema Wasserstoff gelauncht worden. Die globale Innovationsplattform Plug and Play will damit ein internationales Ökosystem für innovative Jungunternehmen aufbauen und Startups mit weltweit führenden Unternehmen verbinden. Junge Unternehmen sollen so die Möglichkeit bekommen, bereits etablierte Infrastrukturen für Tests und Pilotprojekte entlang der gesamten Wasserstoff-Wertschöpfungskette zu nutzen. Das Ziel ist, Wasserstoff-Innovationen zu beschleunigen, indem der Accelerator als Schnittstelle zwischen Startups, Forschung, Industrie und anderen Einrichtungen agiert.
Die fünf norddeutschen Bundesländer Niedersachsen, Schleswig-Holstein, Mecklenburg-Vorpommern, Hamburg und Bremen haben sich zur HY-5 Initiative für grünen Wasserstoff zusammengeschlossen. Die Standortinitiative, hinter der die fünf Wirtschaftsförderorganisationen der Länder stehen, will Norddeutschland zur stärksten Zukunftsregion für grünen Wasserstoff in Europa machen. Dafür unterstützt sie Investoren und ansiedlungsinteressierte Unternehmen und stellt die Vorteile Norddeutschlands auf internationalen Messen und Konferenzen heraus.
Das PDF zeigt dir die IPCEI Wasserstoff Projekte in Norddeutschland.
Zukunftsort für nachhaltige Energie
Die norddeutschen Bundesländer verfolgen einen schnellen Ausbau und eine stärkere Förderung der erneuerbaren Energien und der grünen Wasserstoffwirtschaft entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Die ausgewählten Projekte decken hier verschiedene Bereiche ab und greifen an wichtigen Stellen nahtlos ineinander. Dank der räumlichen Konzentration der Industrie, der Nähe zwischen möglichen Produktions- sowie Importstandorten und Abnehmern von Wasserstoff sowie der zentralen Anbindung an transeuropäische Transportnetze bietet Hamburg ideale Voraussetzungen, um die Fördermittel bestmöglich einzusetzen und schon bald über ein leistungsstarkes Netzwerk zu verfügen, in das sich immer weitere Projekte einfügen lassen. Ein grenzüberschreitendes Netzwerk von Pilotprojekten zeigt, wie eine wirtschaftlich tragfähige Wasserstoffwirtschaft erfolgreich umgesetzt werden kann.
Lokale Industrie als Haupttreiber des Bedarfs
Mehr als 90 Prozent des heutigen Wasserstoff-Bedarfs kommt von der Industrie. Die Industrie ist somit Haupttreiber bei der Skalierung auf der Nachfrageseite von Wasserstoff. Um den Hamburger Hafen als zentralen Zukunftsort hat sich eine Vielfalt an innovationsgetriebenen Industriepartnern bis in die Metropolregion hinein entwickelt.
Der Hamburger Hafen ist der leistungsstärkste Hafen Deutschlands und einer der drei größten in Europa. Er ist aber nicht nur ein effizienter Logistik-Hub, sondern auch das größte zusammenhängende Industriegebiet Nordeuropas. Der Hafen mit seiner bewährten Infrastruktur schafft beste Voraussetzungen für Import, Lagerung und Distribution von Wasserstoff in großen Volumen, ganz gleich, ob flüssig, gasförmig oder chemisch gebunden. Ein hoher Grad an Digitalisierung sorgt für effiziente Prozesse. Hier treffen transnationale Wasserwege, Straßen und Schienen im europäischen Verbundnetz auf leistungsstarke Stromtrassen und Gaspipelines. Kaum ein anderer Standort in Europa bietet solche Voraussetzungen.
Mit der im März 2022 verabschiedeten Importstrategie für Wasserstoff, die die Vorreiterstellung der Stadt als Wasserstoffstandort weiter festigen soll, hat Hamburg weitere Eckpunkte definiert. Sie umfasst einen Aktionsplan, um dem großskaligen Import von Wasserstoff landseitig per Pipeline und auf dem Seeweg den Weg zu ebnen. Die Strategie sieht vor, durch Importe nicht nur regionale Bedarfe, sondern auch Teile des nationalen und europäischen Wasserstoffbedarfs zu bedienen. Dafür soll Hamburg als internationales Drehkreuz in ein europäisches Wasserstoffnetz eingebunden werden.
Darüber hinaus ist der Bau des in Brunsbüttel geplanten Importterminals für verflüssigtes Erdgas (LNG) ein weiterer wichtiger Baustein in der Wasserstoffstrategie, denn er kann perspektivisch auch zum Aufbau einer Infrastruktur für Wasserstoff und grüne Gase beitragen. Eine Untersuchung der Technischen Universität Hamburg (TUHH) kam kürzlich zum Schluss, dass der Standort als Import-Hub für Norddeutschland grundsätzlich sehr gut geeignet sei.
Diese Infografik zeigt dir unsere Stärke: Ein Wasserstoff-Ökosystem der kurzen Wege.
Arbeitsplätze und ein Milliardenmarkt
Die Wasserstofftechnologien verbinden klimapolitische Aspekte, zukunftsfähige Arbeitsplätze, neue Wertschöpfungspotenziale und einen globalen Milliardenmarkt. So werden bis 2050 in der Wasserstoff-Industrie mehr als fünf Millionen Arbeitsplätze und ein Jahresumsatz von 800 Milliarden Euro in Europa prognostiziert.
Geballte Wasserstoff-Power für Hamburg
Die Unternehmen, die IPCEI-Förderung erhalten, haben sich 2021 zum Wasserstoffverbund Hamburg zusammengeschlossen, um Synergien noch besser nutzen zu können. Dazu gehören Airbus, ArcelorMittal, Gasnetz Hamburg, GreenPlug, Hamburger Hafen und Logistik AG, Hamburg Port Authority, HADAG Seetouristik und Fährdienst, die Stadtreinigung sowie der Hamburg Green Hydrogen Hub. Ihre Verbundprojekte zur Erzeugung, Verteilung und Nutzung von Wasserstoff tragen erheblich zur Minderung von Treibhausgasen bei und können die CO2-Emissionen in Hamburg schon 2026 um 170 000 Tonnen jährlich senken. Durch den Einsatz von Wasserstoff mittels Elektrolyse vor Ort, seeseitigen Importen und Anschluss an das europäische Wasserstoffnetz bietet das Verbundprojekt das Potenzial, bis 2030 jährlich mehr als eine Million Tonnen der aktuell rund 16 Millionen Tonnen CO2-Emissionen in Hamburg einzusparen.
Die IPCEI-Projekte der Metropolregion Hamburg im Überblick:
Bereich Erzeugung:
Green Hydrogen Hub Hamburg – Shell, Vattenfall, Mitsubishi Heavy Industries und die kommunale Wärme Hamburg GmbH
Shell, Mitsubishi Heavy Industries (MHI), Vattenfall und das kommunale Unternehmen Wärme Hamburg haben eine Absichtserklärung abgegeben, am Kraftwerkstandort Hamburg-Moorburg gemeinsam Wasserstoff aus Wind- und Solarenergie zu erzeugen. Genutzt wird dieser Wasserstoff vor allem von der ortsansässigen Industrie. Herzstück des Projekts ist ein skalierbarer Großelektrolyseur mit anfänglich 100 Megawatt Leistung. Darüber hinaus ist die Weiterentwicklung des Standorts zum sogenannten „Green Energy Hub“ geplant, um die dauerhafte Stromerzeugung mit Wasserstoff sicherzustellen und so die Energieversorgung Hamburgs nachhaltig zu dekarbonisieren.
https://www.hghh.eu
HH-WIN: Gasnetz Hamburg
Um eine versorgungssichere Infrastruktur für grünen Wasserstoff zu gewährleisten, soll das regionale Gasnetz im Rahmen des Projekts Hamburger Wasserstoff-Industrie-Netz (HH-WIN) bis zum Jahr 2030 von derzeit 45 auf 60 km ausgebaut werden. So wird es nicht nur zur essenziellen Lebensader der geplanten regionalen Wasserstoffprojekte, sondern stellt auch die Verbindung zu bundesweiten und europäischen Netzen her. Das Vorhaben wird bedarfsorientiert und stufenweise entwickelt und umgesetzt. Perspektivisch sollen jährlich rund 570 Millionen Kubikmeter Erdgas ersetzt und damit 1,2 Millionen Tonnen CO2 eingespart werden.
https://www.gasnetz-hamburg.de/fuer-die-zukunft/wasserstoff/hh-win
AquaVentus: RWE Renewables und GASCADE (Bereich Infrastruktur) – Helgoland
AquaVentus setzt mit klimafreundlichen Wasserstofftechnologien und Projekten auf See weltweit Signale. Das visionäre Vorhaben von AquaVentus: 10 Gigawatt Erzeugungsleistung für grünen Wasserstoff aus Offshore-Windenergie bis zum Jahr 2035, generiert offshore vor Helgoland. Die Transportleitung AquaDuctus soll als Teil dieser Initiative zukünftig grünen Wasserstoff aus der Nordsee direkt zum Festland transportieren.
www.aquaventus.org
Bereich Nutzung der Industrie:
H2H: ArcelorMittal
Stahl ist zentraler Rohstoff für viele Industrien, die Produktion allerdings ist extrem CO2-intensiv. Darum will ArcelorMittal in Hamburg eine Anlage zur Herstellung von Stahl mit grünem Wasserstoff bauen. Mit dem Projekt „H2 für Hamburg“ (H2H) trägt das Unternehmen dazu bei, eine erhebliche Reduzierung von CO2-Emissionen in der Lieferkette zu ermöglichen. Dafür soll das Hamburger ArcelorMittal-Werk in vier Schritten bis 2030 auf klimaneutrale Stahlproduktion umgestellt werden. Das Projekt umfasst die Errichtung einer mit Wasserstoff betriebenen Demonstrationsanlage zur Direktreduktion von Eisenerz (H2First) sowie die technologische Umrüstung der bestehenden Direktreduktionsanlage (H2Ready), um langfristig den Einsatz von Erdgas durch grünen Wasserstoff abzulösen.
https://germany.arcelormittal.com/Nachhaltigkeit/XCarb/Steel4Future/Standorte/Hamburg/
e-Methanol Projekt: DOW Stade
Der Chemiepark in Stade in der Metropolregion Hamburg ist nach der Deutschen Bahn der größte Stromverbraucher Deutschlands. Das Unternehmen möchte mit dem Projekt Green MeOH zum klimaneutralen Standort werden – und setzt dabei unter anderem auf grünen Wasserstoff und grünes Methanol. Im Rahmen des Projekts wird aus den Abgasen des Gaskraftwerks in Stade das CO2 herausgefiltert und durch Zugabe von Wasserstoff in Methanol umgewandelt. Das Ziel ist die Herstellung von 200 000 Tonnen Methanol pro Jahr, das in anderen chemischen Verfahren sowie im Schiffs- und Schwerlastverkehr zum Einsatz kommt. Unter anderem soll dafür auf dem Werksgelände verstärkt grüner Wasserstoff produziert werden.
https://de.dow.com/de-de/standorte/stade.html
Hyscale 100: Holcim (Kreis Dithmarschen)
Beim Projekt HySCALE100, geleitet von Hynamics und ihren Partnern Holcim Deutschland, Ørsted und Raffinerie Heide GmbH, geht es um die großtechnische Produktion von Wasserstoff und E-Methanol zur Dekarbonisierung zweier wichtiger Industrien in der Region Heide: Petrochemie und Zement. Es verfolgt das Ziel, die Kohlenstoffemissionen auf europäischer Ebene drastisch zu reduzieren.
https://deutschland.edf.com/de/edf-in-deutschland/hyscale100
Bereich Nutzung der Mobilität:
WIPLiN: Airbus
Der Anteil der Luftfahrt an den weltweiten CO2-Emissionen beträgt rund drei Prozent. Um einen elementaren Beitrag zu den globalen Klimazielen zu leisten, hat Airbus – einer der größten Arbeitgeber und Industriebetriebe der Region – sein Flugzeugkonzept ZEROe ins Leben gerufen, mit dem der Ausstoß signifikant verringert werden soll. Dabei setzt das Unternehmen auf Wasserstoff als Energieträger für Antriebssysteme und hat dafür drei verschiedene Prototypen für Mittelstreckenflugzeuge entwickelt, von denen eins umgesetzt werden soll. Auch zu einem hybriden Modell mit Wasserstoff- und Elektroantrieb gibt es Pläne. Darüber hinaus wird im Rahmen des Projekts „Wasserstoff für die Infrastruktur und Produktion der Luftfahrt in Norddeutschland" (WIPLiN) daran gearbeitet, den Ausbau der Wasserstoff-Infrastruktur auch im Werk selbst voranzutreiben.
https://zal.aero/news/hamburg-macht-die-luftfahrt-fit-fuer-wasserstoff
H2Load: Hamburger Hafen und Logistik
Im Rahmen des Projekts „Hydrogen Logistics Applications & Distribution“ (H2LOAD) will die Hamburger Hafen und Logistik AG (HHLA) diverse Schwerlastgerätetypen (wie z.B. Straddle Carrier, Lkw, Zugmaschinen, Gabelstapler, Leercontainerstapler, Reachstacker sowie eine Rangierlok) mit Brennstoffzellenantrieb in Betrieb nehmen. Im ersten Schritt wird vor allem die Metropolregion von der daraus resultierenden Reduzierung der CO2-Emission profitieren, aber bei einem erfolgreichen Verlauf des Pilotprojekts können die in Hamburg gemachten Erfahrungen auf weitere deutsche und europäische Standorte angewendet werden – und so zur einer nachhaltigen Dekarbonisierung beitragen.
https://hhla.de/innovation/wasserstoff/h2load
HyPA – Hamburg Port Authority
Die Hamburg Port Authority (HPA) ist der Infrastrukturanbieter für Straßen, Schienen und Wasserwege im Hamburger Hafen. Mit dem Vorhaben Hydrogen Port Applications (HyPA) werden gleich zwei Projekte umgesetzt. Zum einen liegt der Schwerpunkt auf der Bereitstellung von Wasserstofftankstellen für Lokomotiven, Schiffe und LKW. Zum anderen geht es um den Bau und Einsatz innovativer wasserstoffbetriebener Schiffe. Das Ziel: den Verkehr im stark frequentierten Hamburger Hafengebiet möglichst emissionsfrei zu gestalten und damit einen wichtigen Schritt in Richtung Dekarbonisierung zu gehen.
https://www.hamburg-port-authority.de/de/themenseiten/lng-landstrom
H2 HADAG: HADAG Seetouristik und Fährdienst
Das öffentliche Unternehmen betreibt die ÖPNV-Personenfähren im Hamburger Hafen und plant eine schrittweise Umstellung der Flotte auf emissionsarme Antriebe. Innerhalb des Projekts H2HADAG werden der Umbau von drei Schiffen von Diesel-Hybrid auf Wasserstoff-Hybrid sowie der Neubau von zwei weiteren Schiffen (direkt als Wasserstoff-Hybrid) erfolgen. Damit werden die öffentlichen Verkehrsmittel im Hafen zu einem integralen Bestandteil der Wertschöpfungskette im Hamburger Wasserstoffverbund.
https://www.schiffundhafen.de/nachrichten/haefen/detail/hadag-setzt-auf-wasserstoff-antrieb.html
H2SB: Green Plug
Der Hamburger Hafen ist der zentrale Hub für grünen Wasserstoff – und will selbst klimaneutraler werden. GreenPlug hat mit dem Projekt „H2 Schubboot“ (H2SB) ein emissionsfreies Brennstoffzellen-Schubboot mit einer Leistung von 2.400 Tonnen bei einer Geschwindigkeit von zehn Knoten konzipiert. Im ersten Projektschritt wird ein Boot hergestellt und getestet, anschließend werden neun weitere gebaut und an Betreiber verchartert. Sie werden mit grünem Wasserstoff aus Hamburg betrieben, sobald er verfügbar ist.
https://www.greenplug.hamburg
