Welche Rolle spielt nachhaltig erzeugter Wasserstoff bei der Energiewende?

Wasserstoff gilt als Hoffnungsträger der Energiewende – und ist zugleich Gegenstand vieler kontrovers geführter Diskussionen mit teilweise widersprüchlichen Aussagen. Ein neuer Meta-Faktencheck des renommierten deutschen Fraunhofer-Instituts trägt die aktuellen Erkenntnisse rund um das Thema Wasserstoff zusammen. Dabei wurden Hunderte Einzelaussagen extrahiert, thematisch sortiert und zu 77 Meta-Aussagen verdichtet.

Überschüssiger Wind- oder Solarstrom könnte zur Erzeugung von Wasserstoff (H₂)verwendet werden. Dieser würde zum Beispiel in industriellen Prozessen wie der Stahlproduktion als Ersatz von Erdgas verwendet werden. Oder H₂ würde für die Mobilität zu E-Fuels umgewandelt oder direkt in Verbrennungsmotoren oder auch in Brennstoffzellen eingesetzt. Oder H₂ könnte gasförmig, verflüssigt oder als Metallhydrid gespeichert und zur Deckung von kurzfristigen oder von Winterstromlücken verwendet werden. Wie sinnvoll ist das? Hier die zentralen Aussagen der deutschen Metastudie.

Wichtige, aber begrenzte Rolle

Wasserstoff spielt eine wichtige, aber begrenzte Rolle in der zukünftigen Energieversorgung. Seine höchste Relevanz liegt dort, wo direkte Elektrifizierung nicht möglich ist – etwa in der Stahl- und Chemieindustrie sowie im internationalen Flug- und Schiffverkehr. Pilotprojekte zeigen die technische Machbarkeit, erfordern aber massive Investitionen in erneuerbare Stromkapazitäten und Infrastruktur.

Der Aufbau eines Wasserstoffnetzes ist eine zentrale Herausforderung. Pipelines sind langfristig kostengünstig, erfordern aber hohe Investitionen. Eine flächendeckende Infrastruktur für Haushalte ist weder notwendig noch wirtschaftlich.

Kosten und Effizienz

Grüner Wasserstoff ist aktuell deutlich teurer als fossile Alternativen oder direkte Elektrifizierung. Langfristig könnten Skaleneffekte die Kosten senken, doch der wirtschaftliche Einsatz bleibt anwendungsabhängig. Im Mobilitätsbereich erreichen Batterie-elektrische Fahrzeuge bessere Wirkungsgrade, während Brennstoffzellenautos teilweise mit hoher Reichweite punkten können.

«Unsere Analysen zeigen, dass Wasserstoff dort enorme Wirkung entfalten kann, wo es heute keine gleichwertigen Alternativen gibt – aber ebenso, dass ein unkoordinierter Aufbau von Wasserstoffinfrastrukturen wertvolle Ressourcen und Zeit kosten würde»

Nils Bittner, Hauptautor der Studie

Ressourcen und Emissionen

Der Wasserbedarf für die Elektrolyse wird oft überschätzt: etwa 9–10 Liter pro Kilogramm Wasserstoff.

• Grüner Wasserstoff aus nachhaltig erzeugtem Strom wie Wind oder Solar lässt sich heute nahezu klimaneutral produzieren. Er macht aber nur einen winzigen Anteil der heutigen Wasserstoffproduktion aus. Er kostet aktuell 7 bis 19 US$ pro kg, tendenziell sinkend.
• Grauer Wasserstoff wird heute allerdings grösstenteils mittels sogenannter Dampfreformierung aus Erdgas hergestellt. Grauer Wasserstoff kann darum keinen Beitrag zur Senkung der Emissionen beitragen und verursacht rund 2 % der weltweiten CO₂-Emissionen. Er ist viel billiger als grüner Wasserstoff und kostete zum Zeitpunkt der Studie rund 1.50 US$ pro kg. Er ist allerdings stark vom Preis der fossilen Energiträger abhängig.

Fazit der Metastudie

Wasserstoff ist weder Universallösung noch Nischentechnologie, sondern ein gezielter Baustein der Energiewende. Entscheidend ist, verfügbare Mengen dort einzusetzen, wo sie den größten Nutzen bringen – mit entsprechender Infrastruktur, internationalen Partnerschaften und erneuerbaren Stromkapazitäten.

Einige zentrale Aussagen mit Relevanz für die Schweiz

• Global werden aktuell etwa 100 Mio. t H2 im Jahr produziert. Die H2-Produktion basiert aktuell nahezu vollständig auf fossilen Energieträgern.
• H2 wird heute industriell zum größten Teil in Raffinerien und in der Ammoniaksynthese eingesetzt.
• Für die H2-Produktion in Deutschland, Europa und weltweit wird in den kommenden Jahren ein erheblicher Ausbau erwartet, um den stark steigenden Bedarf perspektivisch decken zu können.
• Der Anteil von H2 am weltweiten Energieverbrauch wird einen relevanten, aber verhältnismäßig kleinen Anteil ausmachen. Um die geplante Erzeugung von grünem H2 zu realisieren, ist ein umfangreicher Ausbau der erneuerbaren Energien erforderlich.
• Heute ist der Markt für Brennstoffzellen-Fahrzeuge in Deutschland eher klein. Der Markt für Brennstoffzellen-Fahrzeuge wird weltweit wachsen, wird aber in den meisten Fahrzeugklassen auch langfristig hinter batterieelektrischen Fahrzeugen zurückbleiben.
• Der Aufbau erster Wasserstoff-Pipelinenetze bildet den Grundstein für eine internationale Infrastruktur, steht jedoch vor erheblichen Herausforderungen durch hohe Investitionskosten und eingeschränkte Wirtschaftlichkeit. Das zukünftige H₂-Netz unterscheidet sich sowohl im Gesamtumfang als auch in der
  Struktur und den Anforderungen seiner Endverbraucher deutlich vom heutigen Gasnetz.
• Bei dezentralem Ansatz für die H₂ Bereitstellung wird die Finanzierung des Umbaus und des Baus der H₂-Infrastruktur weitgehend von einzelnen Haushalten und Kleinverbrauchern getragen werden müssen.
• Grüner H2 bleibt teuer. Die Preise liegen bei den aktuellen Rahmenbedingungen voraussichtlich bis 2030 mindestens doppelt so hoch wie die von Erdgas.
• Die Umstellung auf Wasserstoff in der Mobilität wäre voraussichtlich eine der kostenintensiveren postfossilen Optionen.
• E-Fuels sind langfristig vergleichsweise kostenintensive Optionen, die vorrangig in schwer elektrifizierbaren Sektoren wie Luftfahrt und Schifffahrt eingesetzt werden sollten.
• Brennstoffzellenheizungen können jährliche Energiekosten einsparen, ihre hohen Anschaffungskosten limitieren jedoch die breite Verbreitung.
• Der Wasserbedarf für die globale Wasserstoffproduktion bleibt selbst bei ambitionierten Ausbauzielen gering im Vergleich zu weltweiten Süsswasserressourcen.
• H₂ ist ungiftig und umweltfreundlicher als fossile Brennstoffe, birgt aber Sicherheitsrisiken aufgrund seiner hohen Entzündlichkeit sowie der hohen Drücke, die in H₂-Systemen typischerweise erforderlich sind.
• H2 kann zu erhöhten NOx Emissionen führen und in der Luftfahrt einen positiven Strahlungsantrieb verursachen.
• Grüner H2 ist eine zentrale Dekarbonisierungstechnologie für Sektoren, in denen Elektrifizierung und Effizienzsteigerungen allein nicht ausreichen, und ermöglicht einen erheblichen Beitrag zur klimaneutralen Emissionsreduktion
• Batterieelektrische Fahrzeuge sind deutlich effizienter als Brennstoffzellen-Fahrzeuge.
• Elektrolyseure ermöglichen die flexible Integration erneuerbarer Energien, gleichen Lastschwankungen aus und unterstützen die Netzstabilität.
• Brennstoffzellen decken ein sehr breites Leistungsspektrum ab – von mobilen Geräten über Anwendungen in Haushalten bis hin zu Multi-Megawatt-Anlagen.
• E-Fuels gelten im Straßenverkehr als ineffizient und ressourcenintensiv, während sie im Luftverkehr derzeit die wahrscheinlichste Dekarbonisierungsoption darstellen.
• Wasserstoffheizungen sind technisch möglich, werden in vielen Fällen nicht kosteneffizient und flächendeckend einsetzbar sein.
• H2-Brennstoffzellen können in Gebäuden Strom und Wärme liefern und lassen sich mit Kesseln oder Wärmepumpen kombinieren.

Links

Fraunhofer-Institut (ISI), 2.4.2026: Wasserstoff – Meta-Faktencheck liefert Antworten auf zentrale Fragen.

Die Ergebnisse dieser Studie sind zusätzlich als interaktive und leicht verständliche Website Wasserstoff-Wissen à la carte verfügbar.

Akademien der Schweiz, 2.12.2025: Welche saisonalen Energiespeicher braucht die Schweiz? Überblick aus der Sicht der Schweizer Hochschulen

Zürcher Hochschule für angewandte Wissenschaften (ZHAW), 12.11.2025: Welche Speicher sichern unseren Strom im Winter?(leicht verständliche Präsentation)

Medienmitteilung des Bundes, 13.12.2024: Der Bundesrat legt die nationale Wasserstoffstrategie vor

Europäische Union zum Thema Wasserstoff

ETH, 28.8.2024: Eisen als günstiger Wasserstoffspeicher

Wikipedia: Wasserstoffspeicherung

NewGreenTech: Schweizer Anbieter für kombinierte, skalierbare Lösungen mit Wasserstoff, Wind, Solar