Einleitung

Grüner Wasserstoff, der durch Elektrolyse mit erneuerbarem Strom erzeugt wird, entwickelt sich vom Nischen-Pilotprojekt zu einem zentralen Element der Energiewende. Dank neuer Elektrolyseurtechnologien, politischer Förderung und Investitionen in die Infrastruktur wird grüner Wasserstoff für die Dekarbonisierung schwer klimaschädlicher Branchen wie Schwerindustrie, Verkehr und Langzeitspeicherung von Energie immer wichtiger.

Marktdynamik

Marktgröße: Der Markt für grünen Wasserstoff wird von 8,38 Milliarden US-Dollar im Jahr 2024 auf 71,31 Milliarden US-Dollar im Jahr 2031 wachsen; für den Zeitraum von 2025 bis 2031 wird eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 37,8 % prognostiziert. Die stark steigenden staatlichen Investitionen in erneuerbare Energien dürften auch weiterhin ein wichtiger Trend im Markt für grünen Wasserstoff bleiben.

Marktwachstumstreiber

1. Fortschritte in der Elektrolyseurtechnologie

PEM-, Alkali- und AEM/SOEC-Systeme der nächsten Generation reduzieren den Wirkungsgrad und verringern gleichzeitig die Abhängigkeit von seltenen/edlen Metallen. Bestimmte AEM-Stacks erreichen Wirkungsgrade von über 94 %.

2. Integration erneuerbarer Energien

Die Nutzung von Solar-, Wind- und Batteriespeichern durch Elektrolyseure ermöglicht eine stabile und effiziente Produktion.

3. KI und Digitalisierung

Intelligente Anlagen nutzen KI, IoT, digitale Zwillinge und prädiktive Analysen, um die Leistung und Zuverlässigkeit von Elektrolyseuren zu maximieren.

4. Transport- und Infrastrukturinnovationen

Das Wachstum in den Bereichen Pipeline, kryogene/flüssige Energie und Trägermaterialien (z. B. Ammoniak, Methanol) unterstützt die skalierbare Verteilung von grünem Wasserstoff.

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Innovationen, die den Markt neu definieren

Hocheffiziente Elektrolyseure: Modulare PEM/Alkali-Konfigurationen im Gigawatt-Bereich mit einem Wirkungsgrad von über 80–95 %.

AEM-Systeme frei von kritischen Mineralien: Pionierarbeit von Unternehmen wie Cipher Neutron und HyMeth zur Minimierung der Abhängigkeit von Platin/Iridium.

PFAS-freie Membranen: Europa-finanzierte Forschung und Entwicklung (TNO, GIRAFFE) entwickelt ungiftige Materialien für Elektrolyseure.

Intelligente Produktionsanlagen: Der Einsatz von KI, digitalen Zwillingen und vorausschauender Wartung steigert Leistung und Betriebszeit.

Transport- und Speichertechnologien: Neue kryogene Systeme, Pipeline-Nachrüstungen, LOHCs und Wasserstoffträger (Ammoniak/Methanol) vereinfachen die Logistik.

Schlüsselakteure & Trends

Air Liquide

Elektrolyseurprojekte im Wert von 1 Milliarde Euro in den Niederlanden: In Zusammenarbeit mit TotalEnergies baut AirLiquide zwei große Elektrolyseure – eine 200-MW-Anlage in Rotterdam (ELYgator) und eine 250-MW-Joint-Venture-Anlage in Zeeland –, die mit Offshore-Windkraft betrieben werden. Diese würden jährlich ca. 53.000 Tonnen grünen Wasserstoff erzeugen und den CO₂-Ausstoß um ca. 500.000 Tonnen pro Jahr reduzieren.

Verbesserung der Ammoniak-Crackung und -Verflüssigung in Antwerpen-Brügge: Dieses von der EU mit 110 Millionen Euro geförderte Projekt wird erneuerbaren Wasserstoff aus Ammoniak produzieren und verflüssigen und so die Emissionen um über 300.000 t/Jahr reduzieren.

2. Siemens Energy

KI-gestützter Wasserstoffanlagen-Konfigurator und Engineering-Tools: Einführung eines generativen KI-gestützten „Wasserstoffanlagen-Konfigurators“ sowie Comos AI und KI-gestützter SFC-Diagramme in Simatic PCS neo zur Optimierung von Design, Planung und Automatisierung von Wasserstoffanlagen. Verfügbar über den Xcelerator Marketplace Ende 2024/Anfang 2025.

Kooperationen im Bereich Elektrolyseurherstellung und grünem Wasserstoff: Unterzeichnung einer internationalen Partnerschaft mit Guofu Hydrogen zur Standardisierung des Elektrolyseur-Herstellungsprozesses und der Produktionsanlagen. Im Mai wurde eine Partnerschaft mit RIC Energy zur Entwicklung von Projekten für grünen Wasserstoff, Ammoniak und E-Fuel in Spanien geschlossen.

3. Engie

HYFLEXPOWER Integrierte Power-to-X-to-Power-Gasturbine: Engie Solutions liefert den HYFLEXPOWER-Demonstrator, der eine einzigartige kombinierte P2X- und wasserstoffbetriebene Turbinenanlage zur Dekarbonisierung der Industrie demonstriert.

Wachstumschancen

Dekarbonisierung der Schwerindustrie: Stahlindustrie (DRI), Chemieindustrie und Raffinerieindustrie benötigen zunehmend grünen Wasserstoff.

Mobilität & Transport: Einsatz in FCEVs (Busse, Lkw, Züge), der Schifffahrt und der zukünftigen Luftfahrt.

Energiespeicherung & Netzdienstleistungen: Einsatz als mittel- und langfristige Speicher zur Ergänzung der Versorgung mit erneuerbaren Energien.

Exportzentren: Indien, Australien, der Nahe Osten und Nordafrika können Wasserstoff in großen Mengen für den globalen Handel produzieren.

Wasserstoffcluster & -zentren: Weltweit entstehen Industrieparks mit gemeinsamer Produktion, Pipelines und Betankungsanlagen.

Herausforderungen

Kostenlücke: Immer noch 2-3-mal teurer als grauer Wasserstoff; Um eine Parität von 1–2 USD/kg zu erreichen, sind Investitionsreduzierung, Skaleneffekte und der Einsatz kostengünstiger erneuerbarer Energien erforderlich.

Infrastrukturbedarf: Massive Investitionen in Pipelines, Speicher, Betankung und Exportinfrastruktur sind erforderlich. Material- und Lieferkettenrisiken: Die Abhängigkeit von kritischen Mineralien in Elektrolyseuren stellt weiterhin einen Engpass dar.

Fazit:

Die grüne Wasserstoffindustrie befindet sich in einer Phase rasanten Wachstums, angetrieben von sinkenden Technologiepreisen, starker politischer Unterstützung und der großtechnischen Umsetzung. Fortschritte in der Elektrolyseurtechnologie, der Digitalisierung des Anlagenbetriebs, dem Ersatz umweltfreundlicher Materialien und der Lieferketteninfrastruktur treiben Effizienz und Skalierung voran.