Wasserstoff ist ein farbloses Gas. Wenn trotzdem von den Farben des Wasserstoffs die Rede ist, geht es um die Art, wie er hergestellt wird – und wie klimafreundlich das Ganze ist. In unserer Serie zu den Farben des Wasserstoffs erklären wir die Bedeutung der Farben. Den Abschluss macht die meisten diskutierte Variante: grün.
Grün ist die prominenteste Farbe im Wasserstoff-Spektrum: Grüner Wasserstoff kann als klimafreundlicher Langzeitspeicher einen Teil der Funktion von Erdgas übernehmen. Außerdem kann er als Grundchemikalie oder Prozessgas Industriezweige wie Chemie und Stahlherstellung klimafreundlicher machen.
Heute ist Wasserstoff noch selten grün: Eine Anfang des Jahres veröffentlichte Studie der Uni Köln zeigt, dass der Ausbau der Produktionskapazität hinter dem Fahrplan der Nationalen Wasserstoffstrategie zurückbleibt. Anfang 2026 waren nur 1,8 Prozent der für 2030 geplanten Kapazität erreicht.
Dabei kann grüner Wasserstoff mehr leisten als Emissionen zu vermeiden. „Er kann entscheidend dazu beitragen, ein auf schwankenden erneuerbaren Energiequellen basierendes System zu stabilisieren und die Energiewende somit günstiger machen“, sagt Prof. Andreas Peschel, Geschäftsführender Direktor am Institute for a sustainable Hydrogen Economy. Die Zukunft wird grün, der Weg dorthin eine Herausforderung.
Wann ist Wasserstoff grün?
Zwei technische Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit Wasserstoff als grün gilt. Erstens muss ihn ein Elektrolyseur herstellen: Diese Anlage trennt Wasser mit Strom in Wasserstoff und Sauerstoff. Forschung und Entwicklung laufen weiter, um die nächste Generation günstiger, effizienter und robuster zu machen. Deutlich wird das zum Beispiel anhand der Zielvorgaben des US-Energieministeriums. In diesem Jahr soll ein Kilogramm grüner Wasserstoff – es enthält 33 Kilowattstunden (kWh) Energie – mit 51 kWh Strom hergestellt werden, langfristig sollen 46 kWh reichen.
Zweitens muss dieser Strom grün sein, also zum Beispiel aus Windkraft oder Photovoltaik stammen. Stammt der Strom für die 51 kWh Elektrolyse aus einem Kohlekraftwerk, entstehen dort rund 42 Kilogramm Kohlenstoffdioxid (CO2), in einem Gaskraftwerk 25. Zum Vergleich: Bei grauem Wasserstoff, der auf Erdgas basiert, werden 10 Kilogramm CO2 freigesetzt.Die Berechnungen beruhen auf Angaben des Weltklimarates IPCC. „Wenn wir mit Elektrolyse Emissionen sparen wollen, ist Strom aus erneuerbaren Quellen die einzig sinnvolle Energie“, sagt Andreas Peschel.
„Wir können erneuerbare Energien besser nutzen als heute. Die Feder-Funktion verbilligt grünen Wasserstoff und erneuerbare Energien insgesamt. Das wäre ein Schlüssel, um grünen Wasserstoff hochzuskalieren.“
Nicht jeder grüne Strom zählt
Doch grün heißt nicht automatisch grün. Mit der RED-III-Richtlinie (Renewable Energy Directive III) will die Europäische Union verhindern, dass Elektrolyseure bestehenden grünen Strom vom Markt ziehen und fossile Kraftwerke zusätzlich einspringen müssen. Deshalb schreibt die EU vor, dass der grüne Strom zeitlich eng mit der Wasserstoff-Produktion zusammenhängt, aus derselben oder einer benachbarten Stromregion stammt und möglichst nach dem sogenannten Additionality-Prinzip aus neu errichteten Anlagen kommt. Entscheidend ist also nicht nur, wie viel günstiger Grünstrom verfügbar ist, sondern ob die EU-Regeln ihn anrechnen.
„Sehr systemdienlich“
Damit bremst die EU mit RED III ausgerechnet eine Funktion, die grünen Wasserstoff für das Energiesystem der Zukunft schnell aufwerten könnte: die Feder-Funktion, mit der Stromüberschüsse aufgenommen und bei Bedarf nutzbar gemacht werden können. „Grüner Wasserstoff kann sehr systemdienlich sein“, sagt Andreas Peschel. Produzieren Windräder und Solaranlagen mehr Strom als Netz und Speicher aufnehmen können, wird die Elektrolyse-Kapazität hochgefahren und der Überschuss als grüner Wasserstoff gespeichert.
Ohne die Feder-Funktion verursacht die Überproduktion Kosten. Wir könnten das Netz dann auf seltene Produktionsspitzen ausrichten. Das wäre so, als baute ein kleiner Verein ein Stadion für ein einmaliges Pokalspiel gegen den FC Bayern. Alternativ reglen wir Windräder und Solaranlagen ab. Die Betreiber werden aufgrund des Erneuerbaren-Energien-Gesetzes trotzdem weiterbezahlt. Oder wir verkaufen den Strom zu niedrigen Preisen ins Ausland. „Wir können erneuerbare Energien besser nutzen als heute. Die Feder-Funktion verbilligt grünen Wasserstoff und erneuerbare Energien insgesamt. Das wäre ein Schlüssel, um grünen Wasserstoff hochzuskalieren. Aktuell steht die EU-Regulatorik dem im Weg. Eine Vereinfachung wäre hier sinnvoll und sollte bürokratischen Aufwand abbauen, damit wir nicht den Anschluss verlieren“, sagt Andreas Peschel. Vor allem das Additionality-Prinzip erschwert die effektive Nutzung bestehender Anlagen.
Das Potenzial entfesseln
Elektrolyseure erhöhen zudem die Resilienzdes Energiesystems. Sie bestehen aus vielen Stacks, also den Modulen, in denen die Elektrolyse stattfindet. Fällt ein Stack aus, produzieren die übrigen weiter. „Das ist ähnlich wie bei einem Windpark: Fällt eine Turbine aus, liefern die anderen weiterhin Strom“, sagt Andreas Peschel.
Eine veränderte Regulatorik wäre ein wichtiger Fortschritt, reicht aber nicht allein. Elektrolyseure sind zwar marktreif, müssen aber noch lastflexibler werden. Sie sind auf kontinuierlichen Betrieb ausgelegt, jetzt müssen Forschung und Hersteller sie an schwankenden Sonnen- und Windstrom anpassen. Batterien und Wasserstoff ergänzen sich hier. Batterien gleichen Schwankungen über wenige Stunden aus und Wasserstoff über mehrere Stunden bis Tage. „Passen wir die Regulatorik an und entfesseln das Potenzial von grünem Wasserstoff, dann können diese Systemvorteile die energetischen Umwandlungsverluste der Elektrolyse klar überwiegen“, sagt Andreas Peschel.
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