Das zwischen Dezember 2021 und November 2024 durchgeführte Forschungsprojekt der Technischen Universität Berlin und des Deutschen Instituts für Wirtschaftsforschung (DIW Berlin) widmete sich der zentralen Frage, welche Rolle erneuerbarer Wasserstoff in einem zukünftigen, klimaneutralen Energiesystem in Deutschland und Europa sinnvoll übernehmen kann. In einer Zeit politisch ambitionierter Wasserstoffstrategien auf nationaler und europäischer Ebene wurden im Projekt die tatsächlichen Potenziale und Grenzen des Wasserstoffeinsatzes auf Basis umfassender modellgestützter Analysen kritisch beleuchtet.
Methodisch basiert das Projekt auf der Weiterentwicklung und Verknüpfung dreier offener Energiemodelle: des Wasserstoff-Marktmodells HydrOGEnMod, des Energiesystemmodells GENeSYS-MOD (Global Energy System Model) und des Strommarktmodells DIETER. Durch diese Modellerweiterungen und Modellkopplung konnten Wechselwirkungen zwischen internationalen Märkten, sektorübergreifenden Energieflüssen und dem deutschen Stromsystem detailliert untersucht werden. Alle entwickelten Modelle und Datensätze wurden unter offenen Lizenzen veröffentlicht und stellen somit einen nennenswerten Beitrag zur Open-Source Modelllandschaft dar.
Zentrales Ergebnis des Projekts ist: Wasserstoff ist ein wichtiger Bestandteil von Dekarbonisierungsstrategien, insbesondere in Sektoren, in denen direkte Elektrifizierung nicht möglich oder ineffizient ist, etwa in Teilen der Industrie, im Luft- und Seeverkehr sowie als Langfrist-Speicher. Jedoch zeigte sich auch, dass der Einsatz von Wasserstoff mit erheblichen Energieverlusten und hohen Kosten verbunden ist, insbesondere bei der Herstellung durch Elektrolyse. In vielen Anwendungen erweist sich eine direkte Nutzung von Strom, z. B. durch Wärmepumpen oder batterieelektrische Fahrzeuge, als deutlich effizienter und kostengünstiger. Die Studien mahnen daher zu einem gezielten und sparsamen Einsatz von Wasserstoff, um eine volkswirtschaftlich sinnvolle Energiewende zu ermöglichen. Für den Ausgleich saisonaler Schwankungen und insbesondere den Umgang mit Extremwetterereignissen (Dunkelflauten) erscheint ein zeitnaher und umfangreicher Hochlauf wasserstoffbasierter Langfristspeicher jedoch unverzichtbar, um den Ausbau fluktuierender erneuerbarer Energien zu begleiten und letztlich die Energiewende abzusichern.
Tendenziell kritisch beleuchtet wurden die politischen Zielsetzungen zum Ausbau der Wasserstoffwirtschaft. Die aktuellen Pläne der Bundesregierung erscheinen, gemessen an den berechneten Bedarfspfaden der Modellanalysen, teilweise überambitioniert. Die Modellergebnisse deuten darauf hin, dass viele dieser Ziele technisch zwar umsetzbar, aber wirtschaftlich ineffizient und nicht optimal mit anderen Sektoren der Energiewende abgestimmt sind.
Insgesamt liefert das Forschungsprojekt wichtige wissenschaftliche und politische Orientierung für die gezielte, effiziente und verantwortungsvolle Nutzung von Wasserstoff in der Energiewende. Es zeigt: Wasserstoff ist kein Allheilmittel, sondern ein wertvolles, aber begrenztes Instrument zur Erreichung der Klimaziele, dessen Einsatz sorgfältig abgewogen werden muss.