Grüner Wasserstoff gilt als einer der zentralen Bausteine für die Dekarbonisierung energieintensiver Industrien. Er verspricht insbesondere dort Perspektiven, wo hohe Prozesswärme benötigt wird und eine direkte Elektrifizierung technisch oder wirtschaftlich nur eingeschränkt möglich ist.

Gleichzeitig zeigt sich zunehmend: Der Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft ist deutlich komplexer als gehofft. Neben technologischen Fragen stehen heute vor allem Wirtschaftlichkeit, Infrastruktur und konkrete Umsetzungspfade im Mittelpunkt.

Energieintensive Industrien stehen unter Transformationsdruck

Insbesondere energieintensive Industrien sehen sich zunehmend mit steigenden CO₂‑Kosten, regulatorischen Anforderungen und langfristigen Klimazielen konfrontiert.

Viele Unternehmen stehen damit vor der Frage, wie fossile Energieträger in industriellen Prozessen ersetzt werden können, ohne Wettbewerbsfähigkeit und Versorgungssicherheit zu gefährden. Dazu kommen geopolitische Herausforderungen, die globale Lieferketten und Energiepreise beeinflussen.

Am Beispiel eines Asphaltmischwerks untersucht eine  aktuelle Studie des H2-Innovationslabors, wie ein schrittweiser Übergang hin zu wasserstoffbasierten Industrieprozessen gelingen kann – technisch, organisatorisch und wirtschaftlich.

In einem Asphaltmischwerk kommen heute überwiegend Braunkohlestaub und Erdgas zum Einsatz. Entsprechend hoch fallen die CO₂‑Emissionen aus. Asphaltmischwerke sind dabei ein besonders relevanter Anwendungsfall für Wasserstofftechnologien, da hohe thermische Prozesswärmen benötigt werden und fossile Brennstoffe bislang nur schwer substituiert werden können.

Die Untersuchung zeigt, dass durch den Einsatz grünen Wasserstoffs erhebliche Emissionsreduktionen möglich wären. Die eigentliche Herausforderung liegt weniger in der technologischen Machbarkeit als in der wirtschaftlichen Umsetzung des Transformationspfads. Entscheidend sind insbesondere Wasserstoffpreise, CO₂‑Bepreisung, Infrastrukturkosten, Transport- und Speicherlösungen sowie die langfristige Auslastung der Anlagen.

Technologie ist verfügbar – Wirtschaftlichkeit wird zur Kernfrage

Die notwendige Verbrennungstechnologie für industrielle Anwendungen ist bereits verfügbar. Moderne Multielementbrenner ermöglichen den Einsatz von Wasserstoff mit vergleichsweise geringem Anpassungsaufwand.

Die Ergebnisse der Studie zeigen jedoch auch, dass wasserstoffbasierte Prozesse unter den heutigen Rahmenbedingungen wirtschaftlich vielfach noch herausfordernd sind. Insbesondere die derzeit in der Regel hohen Kosten für grünen Wasserstoff sowie Investitionen in Infrastruktur und Versorgungssysteme stellen große Hürden für die energieintensive Industrien dar.

Die Wirtschaftlichkeit hängt maßgeblich davon ab, wie der Wasserstoff bereitgestellt wird, welche Transport- und Speicherlösungen genutzt werden und wie sich Energiepreise unter verschiedenen Rahmenbedingungen langfristig entwickeln.

Kurzfristig können Übergangslösungen wie Trailer- oder Containerkonzepte den Hochlauf unterstützen. Langfristig werden jedoch leistungsfähige Pipeline- und Speicherinfrastrukturen entscheidend sein, um wasserstoffbasierte Industrieprozesse wirtschaftlich betreiben zu können.

Gleichzeitig erhöhen steigende CO₂‑Kosten und regulatorische Anforderungen den wirtschaftlichen Druck auf fossile Prozessenergien. Der Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft ist damit nicht allein eine technologische Herausforderung, sondern vor allem eine betriebswirtschaftliche und infrastrukturelle Transformationsaufgabe.

Wasserstoffwirtschaft ist kein Einzelprojekt

Wasserstoffwirtschaft entsteht nicht isoliert durch einzelne Unternehmen. Vielmehr handelt es sich um ein komplexes Ökosystem, das zahlreiche Akteure miteinander verbindet: Industrieunternehmen, Energieversorger, Infrastrukturbetreiber, Forschungseinrichtungen, Kommunen, Finanzierer und politische Entscheidungsträger müssen gemeinsame Lösungen entwickeln.

Der regionale Ansatz spielt dabei eine zentrale Rolle. Wasserstoffwirtschaft entsteht entlang neuer Wertschöpfungs- und Versorgungsstrukturen. Regionen, in denen Wirtschaft, Wissenschaft und öffentliche Hand frühzeitig kooperieren, können wichtige Wettbewerbsvorteile erlangen und Risiken gemeinschaftlich reduzieren.

Die Ergebnisse machen deutlich, dass der Weg in eine wasserstoffbasierte Industrie nicht zwangsläufig über einen unmittelbaren Komplettumstieg führen muss. Vielmehr können unterschiedliche Umstiegspfade sinnvoll sein: vom schrittweisen Teilumstieg über Übergangslösungen bis hin zum direkten Einsatz grünen Wasserstoffs – je nach Standort, Energiebedarf, Infrastruktur und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen.

Für Unternehmen bedeutet das: Entscheidend ist nicht nur die Zieltechnologie, sondern die Entwicklung eines realistischen, robusten und zeitlich gestuften Transformationspfads.

Fünf Lessons Learned

Wasserstoff ist besonders dort relevant, wo Elektrifizierung an Grenzen stößt: Wasserstoff wird insbesondere für industrielle Anwendungen mit hohem thermischem Energiebedarf relevant. Asphaltmischwerke verdeutlichen exemplarisch, dass bestimmte Prozesse mit hohem Prozesswärmebedarf bislang nur schwer elektrifiziert werden können.

Die zentrale Herausforderung ist nicht die Technologie, sondern die Wirtschaftlichkeit: Die notwendige Verbrennungstechnologie ist bereits grundsätzlich verfügbar. Entscheidend für den Hochlauf sind vielmehr Wasserstoffpreise, CO₂‑Bepreisung, Infrastrukturkosten, Transportwege und langfristige Versorgungssicherheit.

Infrastruktur entscheidet über die Skalierbarkeit: Ohne ausreichende Transport‑, Speicher‑ und Verteilinfrastrukturen bleibt der industrielle Einsatz schwer skalierbar. Die Studie zeigt, dass insbesondere Pipeline- und Speicherlösungen langfristig entscheidend für wettbewerbsfähige Wasserstoffnutzung sein werden.

Unternehmen benötigen langfristige Planungssicherheit: Transformationsentscheidungen in energieintensiven Industrien sind langfristige Investitionen. Unternehmen benötigen daher verlässliche regulatorische Rahmenbedingungen, transparente Förderstrukturen und kalkulierbare Energiepreise, um Investitionen absichern zu können.

Regionale Ökosysteme und Netzwerke können den Hochlauf beschleunigen: Regionaler Kooperationen zwischen Industrie, Forschung, Energieversorgung und öffentlicher Hand sind bedeutsam. Gemeinsame Infrastrukturplanung und koordinierte Transformationsstrategien können den Hochlauf deutlich erleichtern.

Zwischen Hype und langfristiger Transformation

Die aktuelle Debatte rund um Wasserstoff bewegt sich zunehmend weg von allgemeinen Zukunftsvisionen hin zu konkreten industriellen Anwendungen. Auch die öffentliche Diskussion zeigt, dass nach einer Phase hoher Erwartungen heute verstärkt Fragen der praktischen Umsetzung im Vordergrund stehen.

Wasserstoff besitzt insbesondere dort großes Potenzial, wo technische Anforderungen hoch sind und zugleich wirtschaftlich tragfähige sowie regionale Transformationspfade entwickelt werden.

Der Erfolg der Wasserstoffwirtschaft wird letztlich nicht allein von politischen Zielsetzungen abhängen, sondern von konkreten industriellen Anwendungen, funktionierenden regionalen Netzwerken und wirtschaftlich tragfähigen Geschäftsmodellen.

Das H2-Innovationslabor ist ein institutionsübergreifendes Netzwerk aus Fraunhofer IAO, Hochschule Heilbronn, DHBW Heilbronn, Technischer Universität München und weiteren Partnern untersucht unterschiedliche Wasserstoff‑Anwendungsfelder in der Region Heilbronn‑Franken. Dazu zählen industrielle Produktionsprozesse ebenso wie nachhaltige Energiekonzepte für Rechenzentren, Wasserstoffpotenziale im Hafenumfeld oder regionale Infrastrukturfragen.

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