Forschung###Arbeitsgruppen###Wasserstoff

Hoffnungsträger der Energiewende

Ein vielversprechender Energieträger: Wasserstoff. Wie sicher ist die Technik? Wann ist der Einsatz sinnvoll? Wie wirkt er sich auf den Energiepreis aus? Die Arbeitsgruppe widmet sich der Frage, wie Wasserstoff optimal in das norddeutsche Energiesystem eingebunden werden kann. Dabei bewertet sie Effekte auf Ökonomie, Ökologie und Gesellschaft. Mit Positionspapieren der Fachdisziplinen und öffentlichen Akademievorlesungen vermittelt die Arbeitsgruppe Einsichten in komplexe Zusammenhänge.

Zielsetzung der Arbeitsgruppe Wasserstoff für das norddeutsche Energiesystem - Herausforderungsvielfalt und interdisziplinäre Bewertung

Projektbeschreibung

Seit einigen Jahren wird weltweit ein Energieträger neu entdeckt – der Wasserstoff. Er ist flexibel einsetzbar und gut speicherbar. Die Arbeitsgruppe geht der Frage nach der optimalen Einbindung von Wasserstoff in das bestehende Energiesystem nach. Dies ist eine interdisziplinäre und zum Teil auch transdisziplinäre Fragestellung, vor allem im Hinblick auf eine umfassende Bewertung der damit zwingend verbundenen Facetten und der entsprechenden Interdependenzen untereinander.

Prof. Dr.-Ing. habil. Detlef Schulz

Wasserstoff ist für die einen ein Hoffnungsträger und für die anderen eine potenzielle Gefahr. Diese Diskussion spielt sich breit in der Bevölkerung ab. Es ist unsere Aufgabe, Chancen und Risiken zu analysieren und in dieser Kontroverse sachlich zu informieren, mit Ideen zu inspirieren und die Debatte so zu moderieren, dass die einzelnen Punkte wirklich vollständig vorgetragen und diskutiert werden können. Ich betrachte unsere Arbeitsgruppe daher als einen vertrauenswürdigen und verantwortungsvollen Treiber von gesellschaftlichen Entwicklungen.
Wasserstoff ist dazu prädestiniert, in vielen Prozessen der Energiewende verbindend zu wirken. Man kann Wasserstoff grün herstellen mit Überschussstrom aus Wind- und Photovoltaikanlagen und hat damit einen Energieträger, den man in der Mobilität verwenden kann.

Perspektiven und Rückblick

Zusammenfassung Wasserstoff-Kongress 2026 „EnergieZukunftWasserstoff“

Themenblock I

Im Themenblock I „Ist nach dem Wasserstoff-Hype vor dem Hype? –  Entwicklungen der letzten Jahre" wurden im ersten zweigeteilten Impuls sowohl technische als auch gesellschaftswissenschaftliche Aspekte vorgetragen und diskutiert. 

Stephan Kabelac von der Leibniz Universität Hannover erläuterte in seinem Vortrag „Wo stehen wir technisch?“ die Möglichkeiten zur Wasserstofferzeugung aus Sicht des Thermodynamikers. Für die klimafreundliche Herstellung von Wasserstoff verbleibt als ausgereifte Technologie nur die Wasserstoff-Elektrolyse mit Strom aus regenerativen Energien. 

Angelika Redder von der Universität Hamburg analysierte und bewertete die „Kennzeichen eines Hypes – der Fall Wasserstoff“ aus sprachwissenschaftlicher Sicht. Ihre Analysen zeigten mit überraschender Deutlichkeit, wie die gesellschaftliche Meinungsbildung zu Technologien nach höchst engagiertem Aufschlag erwartungsgemäß in einer diskursiven Kurve abschwingt, sobald der komplexe Zusammenhang von ökologischen mit ökonomischen und politischen Kriterien bedacht wird. 

Marius Buchmann von der EERA consulting GmbH Oldenburg widmete sich in seinem Impuls dem Thema „Ökonomie und Kosten des Wasserstoffhochlaufs“. Hieraus ergaben sich sehr angeregte und auch kontroverse Diskussionen über die Art und Dauer einer Anlaufförderung für die Erzeugung, den Transport und die Nutzung von Wasserstoff. Während Infrastrukturkosten für Strom- und Gasnetze heute auf die Verbraucher umgelegt werden, sollen die Hersteller von Wasserstoff zukünftig auch die Infrastrukturen finanzieren. Ernüchternd wirkten die präsentierten Zahlen zur Preisakzeptanz von grünem Wasserstoff. Diese scheint gerade in der chemischen Industrie mit dem potenziell höchsten Bedarf am geringsten zu sein. 

Lars Bobzien vom Niedersächsischen Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Bauen zeigte mit seinem Impuls „Wasserstoff im Spiegel der politischen ‚Jahreszeiten'“ das Wechselspiel von Aufbruchstimmung, politischen Mühen und praktischen Rückschlägen innerhalb der letzten Jahre. Trotz vieler aus politischer und struktureller Sicht sehr guter Ansätze zur Schaffung einer Wasserstoff-Nachfrage ergab sich zum Beispiel im Bereich der Elektromobilität ein Verdrängungseffekt von Wasserstofffahrzeugen durch batterieelektrische Fahrzeuge aufgrund des unerwartet schnellen internationalen Hochlaufs von vergleichsweise günstigen Batteriezellen. 

Über die vier Vorträge wurde in der anschließenden von Detlef Schulz moderierten Podiumsdiskussion sehr lebhaft diskutiert. Das Publikum interessierte sich besonders für den wirtschaftlich belastbaren zukünftigen Einsatz von Wasserstoff und die nächsten Schritte für den Hochlauf von Wasserstoff-Technologien. Hierbei standen sich zwei starke Meinungsgruppen gegenüber: Die eine wollte für wirkungsvollen Klimaschutz so viel Wasserstoff wie möglich einsetzen und auch bisher verloren gegangene Märkte bedienen. Die andere wollte nur die ökonomisch tragfähigen Einsatzbereiche bedienen, um den kostbaren Energieträger Wasserstoff klimaeffizient einzusetzen.

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Themenblock II

Im Themenblock II „Alternativen zum Wasserstoffhochlauf?“ beleuchteten vier Impulsvorträge technische, klimapolitische, aber auch juristische und ökonomische Aspekte im Zusammenhang mit dem weiteren Ausbau einer Wasserstoffwirtschaft für die zukünftige Energieversorgung und dem Erreichen von Klimazielen. Diese Aspekte wurden in der anschließenden Podiumsrunde ausführlich diskutiert. 

  • Martin Kaltschmitt von der Technischen Universität Hamburg sprach in seinem Vortrag „Märkte und Mengen im Kontext einer zunehmenden Elektrifizierung“ über die verschiedenen Nutzungspfade des Wasserstoffs, die sich von dem Einsatz in der E-Mobilität bis zur industriellen Nutzung erstreckten. Auch die Thematik von E-Fuels und die Konkurrenz zu batteriebetriebenen Antrieben wurde dabei beleuchtet. Der Aspekt des Imports von Wasserstoff in reiner Form oder als Derivat sowie die notwendigen Mengen wurde ebenfalls angesprochen.   
     
  • Hermann Held von der Universität Hamburg widmete mit seinem Beitrag zur „Kosteneffektiven Erreichung von Klimazielen“ zunächst die klimapolitischen Vorgaben und Anstrengungen, die notwendig sind, um diese zu erreichen. In diesem Zusammenhang wurden spezielle Optimierungsverfahren vorgestellt, die es erlauben, entsprechende Kosten-Nutzen-Analysen auch unter Einbeziehung von Umweltauswirkungen und Ressourcenverfügbarkeiten aufzustellen.
     
  • Detlef Schulz von der Helmut-Schmidt-Universität fokussierte sich in seinem Vortrag „Wasserstoff und elektrisches System“ besonders auf die dafür notwendigen technischen Voraussetzungen, die ein Stromnetz zusätzlich erfüllen muss. Hierbei wurden außerdem neben Aspekten der zentralen beziehungsweise dezentralen Stromversorgung auch die Verteilung des Stroms in Form von Erdkabeln oder Freileitungen technisch und ökonomisch miteinander verglichen.
     
  • Michael Fehling von der Bucerius Law School sprach in seinem Beitrag „Rechtliche Weichenstellungen Pro und Kontra Wasserstoff“ über die zum Teil sehr komplexen juristischen Vorgaben, die das EU-, aber auch das bundesdeutsche Recht für die Einführung einer echten Wasserstoffwirtschaft für eine zukünftige Energieversorgung macht. Hierbei wurden auch die möglichen ökonomischen Auswirkungen der jeweiligen Rahmenbedingungen kurz vorgestellt und mögliche Handlungspfade diskutiert.   

In der anschließenden von Michael Fröba (Universität Hamburg) moderierten Podiumsdiskussion wurden die einzelnen Beiträge lebhaft und zum Teil kontrovers diskutiert. Hierbei ging es unter anderem um die Konkurrenz zwischen energetischer und stofflicher Nutzung des Wasserstoffs, aber auch um die Frage, wie man die Akzeptanz durch Bürgerbeteiligung verbessern kann. Im Austausch mit dem Publikum kristallisierte sich auch deutlich heraus, dass der Wasserstoff nicht alle Probleme lösen kann und ihn nur ein ökonomisch und ökologisch sinnvoller Einsatz langfristig zu einem wichtigen Baustein bei der Transformation unseres Energiesystems machen wird.

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Themenblock III

Im Themenblock III „Wasserstoffhochlauf – Finanzierung unter Unsicherheiten?“ wurden Fragen des Wasserstoffhochlaufs im Kontext der damit verbundenen Finanzierungsnotwendigkeiten für die dafür zwingend benötigte Infrastruktur (Henne-Ei-Problem) adressiert und zum Teil kontrovers diskutiert.

Bernhard Kluttig vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie präsentierte in seinem Statement das Thema der politischen Leitplanken, wie sie bereits durch die EU und den Bund festgelegt wurden beziehungsweise in der Entwicklung sind. Er machte deutlich, dass die legalen Weichen für einen Wasserstoffhochlauf – und dessen finanzielle Unterstützung durch verschiedene Subventionsmechanismen der öffentlichen Hand – durchaus gestellt sind, aber letztlich Deutschland auch immer nur ein Teil der EU ist und damit hier gemeinsame Lösungen gefunden und ein koordiniertes Vorgehen realisiert werden müssen.

Michael Fehling von der Bucerius Law School diskutierte den rechtlichen Rahmen einer Wasserstoff-Finanzierung. Dabei wurde sehr deutlich, dass die gesetzlichen Vorgaben zum Teil sehr weitgehend und nicht zwingend immer in sich konsistent sind. Auch wurde die – zum Teil nachvollziehbare – Komplexität der entsprechenden legalen Vorgaben deutlich, die aber teilweise nicht zwingend für einen forcierten Wasserstoffhochlauf förderlich sind.  

Sina Freitag (Hamburger Energienetze) referierte über den Ausbau der Wasserstoffnetzinfrastruktur in der Metropolregion mit einem inhaltlichen Schwerpunkt bei den Herausforderungen aus Sicht von Netzbetreibern und weiteren Stakeholdern. Sie führte unter anderem aus, dass der Aufbau des Wasserstoffnetzes sehr wohl „auf einem guten Weg“ ist, aber die Herausforderungen vor Ort durchaus beachtlich sein können. Auch machte sie sehr deutlich, dass die Infrastruktur-Aufwendungen durchaus erheblich sind und mit dem weiteren Ausbau des Wasserstoff-Backbone zunächst noch deutlich zunehmen werden.

Über die drei Vorträge wurde in der anschließenden von Martin Kaltschmitt moderierten Podiumsdiskussion lebhaft und zum Teil auch sehr kontrovers diskutiert. Themen, die adressiert wurden, waren unter anderem Fragen der Transformation zwischen dem heutigen Erdgas- und dem zukünftigen Wasserstoffnetz (einschließlich der Speicher), Aspekte der Versorgungssicherheit im Zusammenhang mit dem nicht zwingend einfach zu handhabenden Sekundärenergieträger Wasserstoff, Herausforderungen im Kontext einer notwendigen langfristig sicheren und verlässlichen Finanzierung der benötigten Leitungs- und Speicherinfrastruktur im Kontext der – zumindest zunächst noch sehr begrenzten – Wasserstoff-Nachfrage (und der leeren Kassen der öffentlichen Hand) sowie der Problematik, dass die Nachfrage nach Wasserstoff unmittelbar von dessen Preis abhängen wird und dieser wiederum von dem erfolgreichen und effizienten Aufbau der entsprechenden innerdeutschen, innereuropäischen und globalen Versorgungsketten maßgeblich beeinflusst wird.

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„Wasserstoff im Energiesystem – Quo vadis“

Videos zur Akademie­vorlesungsreihe 2023 / 2024

• "Wo der grüne Wasserstoff herkommt – Wasserelektrolyse: Technologien, Kosten und zukünftige Entwicklungen"
Vortrag von Prof. Dr.-Ing. Richard Hanke-Rauschenbach (Leibniz Universität Hannover) am 2. November 2023

• Podiumsdiskussion im Anschluss an den Vortrag vom 2. November 2023
Diskussionsteilnehmer:innen:
- Prof. Dr. Angelika Redder, Professorin für Germanistische Linguistik und Allgemeine Sprachwissenschaft an der Universität Hamburg und Mitglied der Akademie der Wissenschaften in Hamburg
- Prof. Dr. Richard Hanke-Rauschenbach, Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
- Prof. Dr. Stephan Kabelac, Professor für Thermodynamik an der Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover und Mitglied der Akademie der Wissenschaften in Hamburg
- Prof. Dr. Martin Kaltschmitt, Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft (IUE), Technische Universität Hamburg und Mitglied der Akademie der Wissenschaften in Hamburg
Moderation: Prof. Dr. Detlef Schulz, Professor für Elektrische Energiesysteme an der Helmut-Schmidt-Universität Hamburg und Mitglied der Akademie der Wissenschaften in Hamburg

• "Transport-Optionen für Wasserstoff-Importe"
Vortrag von Prof. Dr.-Ing. Martin Kaltschmitt (Technische Universität Hamburg) am 6. Dezember 2023

Podiumsdiskussion im Anschluss an den Vortrag vom 6. Dezember 2023
Diskussionsteilnehmer:innen:
- Prof. Dr. Michael Fröba, Universität Hamburg, Fachbereich Chemie und Mitglied der Akademie der Wissenschaften in Hamburg
- Prof. Dr.-Ing. Martin Kaltschmitt, Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft (IUE), Technische Universität Hamburg und Mitglied der Akademie der Wissenschaften in Hamburg
- Prof. Dr.-Ing. Thomas Klassen, Helmut-Schmidt-Universität, Fakultät für Maschinenbau und Mitglied der Akademie der Wissenschaften in Hamburg
- Prof. Dr. Angelika Redder, Professorin für Germanistische Linguistik und Allgemeine Sprachwissenschaft an der Universität Hamburg und Mitglied der Akademie der Wissenschaften in Hamburg
Moderation: Prof. Dr.-Ing. Detlef Schulz, Professor für Elektrische Energiesysteme an der Helmut-Schmidt-Universität Hamburg und Mitglied der Akademie der Wissenschaften in Hamburg

• "Grüner Wasserstoff aus deutscher Windenergie - Fluch oder Segen für die Industrie?"
Vortrag von Dr. Franz Haking (BP) am 11. Januar 2024

Podiumsdiskussion im Anschluss an den Vortrag vom 11. Januar 2024
Diskussionsteilnehmer:innen:
- Dr. Franz Haking, Business Development Manager für Wasserstoff-Infrastrukturaktivitäten, BP Europa SE
- Prof. Dr.-Ing. Martin Kaltschmitt, Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft (IUE), Technische Universität Hamburg und Mitglied der Akademie der Wissenschaften in Hamburg
- Prof. Dr.-Ing. Thomas Klassen, Helmut-Schmidt-Universität, Fakultät für Maschinenbau und Mitglied der Akademie der Wissenschaften in Hamburg
- Prof. Dr. Michael Fehling, Bucerius Law School, Öffentliches Recht III, und Mitglied der Akademie der Wissenschaften in Hamburg
Moderation: Prof. Dr.-Ing. Detlef Schulz, Professor für Elektrische Energiesysteme an der Helmut-Schmidt-Universität Hamburg und Mitglied der Akademie der Wissenschaften in Hamburg

"Wasserstoff – Schlüsselfaktor für den Klimaschutz"
Vortrag von Prof. Dr.-Ing. Manfred Fischedick am 15. Februar 2024

• "Wasserstoff – Vorkommen, Erzeugung, Speicherung und Nutzung"
Vortrag von Prof. Dr. Michael Fröba am 15. Februar 2024

• Podiumsdiskussion im Anschluss an den Vortrag vom 15. Februar 2024
Diskussionsteilnehmer:innen:
- Prof. Dr. Manfred Fischedick, Professor des Fachbereichs Wirtschaftswissenschaften an der Bergischen Universität Wuppertal sowie Präsident und wissenschaftlicher Geschäftsführer des Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie
- Prof. Dr. Michael Fröba, Universität Hamburg, Fachbereich Chemie und Mitglied der Akademie der Wissenschaften in Hamburg
- Prof. Dr. Stephan Kabelac, Professor für Thermodynamik an der Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover und Mitglied der Akademie der Wissenschaften in Hamburg
- Prof. Dr.-Ing. Martin Kaltschmitt, Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft (IUE), Technische Universität Hamburg und Mitglied der Akademie der Wissenschaften in Hamburg
- Prof. Dr. Dana-Sophia Valentiner, Universität Rostock, Juniorprofessorin für Öffentliches Recht und Young Academy Fellow der Akademie der Wissenschaften in Hamburg
Moderation: Prof. Dr.-Ing. Detlef Schulz, Professor für Elektrische Energiesysteme an der Helmut-Schmidt-Universität Hamburg und Mitglied der Akademie der Wissenschaften in Hamburg

Pressemitteilung zur Akademie­vorlesungsreihe „Wasserstoff im Energiesystem – Quo vadis“ vom 24. Oktober 2023

Prof. Dr. Michael Fröba

Einfach wird das nicht. Unsere Arbeitsgruppe versteht sich als Vordenkerin für solche komplexen Herausforderungen und passt perfekt zum norddeutschen Raum. Denn wir finden hier eine einzigartige Situation vor: Es gibt die Flächenländer als Produzenten, die Nutzung in Energiesenken wie Hamburg und die Transportwege dorthin. Alles hängt eng miteinander zusammen, und es gilt enorm viel abzuwägen und zu bewerten. Wir evaluieren die verschiedenen Anforderungen und berücksichtigen sie in Verbindung miteinander.
Mein Wunsch ist, dass wir am Ende die berühmte Blaupause erarbeiten – für andere Länder, die ebenfalls Wasserstoff in ihre Energiesysteme integrieren wollen, vor komplexen Aufgaben stehen und in einer offenen Auseinandersetzung um Akzeptanz in ihren Gesellschaften werben

Mitglieder der Arbeitsgruppe

Amt Name Fachgebiet
Prof. Dr. Michael Fehling Öffentliches Recht mit Rechtsvergleichung
Vertretung Prof. Dr. Michael Fröba Festkörperchemie/Materialien für die Energiespeicherung
Prof. Dr. Dr. h. c. Hartmut Graßl Meteorologie
Prof. Dr.-Ing. Franz Joos Energietechnik
Prof. Dr. Stephan Kabelac Thermodynamik
Prof. Dr.-Ing. Martin Kaltschmitt Umwelttechnik und Energiewirtschaft
Prof. Dr.-Ing. habil. Thomas Klassen Werkstofftechnik
Prof. Dr. Mojib Latif Klimaphysik
Dr. Niels Linnemann Philosophie der Physik
Prof. Dr. Angelika Redder Germanistische Linguistik und Allgemeine Sprachwissenschaft
Prof. Dr.-Ing. Wilfried Roetzel Thermodynamik
Prof. Dr. Jürgen Schmitt Astronomie
Sprecher Prof. Dr.-Ing. habil. Detlef Schulz Elektrische Energiesysteme
Univ.-Prof. Dr. iur. Dana-Sophia Valentiner Rechtswissenschaften

Eindrücke vom Wasserstoff-Kongress 2026 „EnergieZukunftWasserstoff“