Vielversprechende Wasserstoff-Technologien Studie zeigt Wege zur Dekarbonisierung energieintensiver Industrien mit Wasserstoff

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Fraunhofer-Institut für Arbeits- wirtschaft + Organisation IAO

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Eine aktuelle Studie von Fraunhofer IAO, DHBW Heilbronn, Technischer Universität München und der Hochschule Heilbronn untersucht am Beispiel eines Asphaltmischwerks in Heilbronn-Franken, wie ein strategischer Umstieg auf erneuerbaren Wasserstoff gelingen kann. Dabei wurden technische, wirtschaftliche und infrastrukturelle Aspekte berücksichtigt.

Die energieintensive Industrie steht unter Druck. Steigende CO₂-Kosten, Klimaziele und der absehbare Braunkohleausstieg erfordern neue Lösungen. Das Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO hat gemeinsam mit den Projektpartnern des „H₂-Innovationslabor“, das von der Dieter Schwarz Stiftung gefördert wurde, eine umfassende Studie zur Transformation energieintensiver Industrien durchgeführt. Im Mittelpunkt der Studie steht die Frage, wie sich die thermischen Prozesse eines Asphaltmischwerks, stellvertretend für viele Branchen, durch den Einsatz von grünem Wasserstoff dekarbonisieren lassen. Wie wichtig ein ausgewogener Transformationspfad ist, betont auch Projektleiter Timo Stöhr vom Fraunhofer IAO: „Unsere Analyse zeigt, wie groß das Potenzial von Wasserstoff ist – und dass ein strategisch geplanter, wirtschaftlich tragfähiger Übergang entscheidend dafür ist, Klimaschutz und Wettbewerbsfähigkeit zusammenzubringen.“

Wasserstoff als Lösung weg von energieintensiven Prozessen

Die Studie zeigt deutlich, dass grüner Wasserstoff ein großes Potenzial besitzt, fossile Brennstoffe in energieintensiven Industrien zu ersetzen – exemplarisch dargestellt am Prozess eines Asphaltmischwerks in Heilbronn-Franken. Der heute übliche Brennstoffmix aus Braunkohlestaub und Erdgas verursacht jährlich mehrere tausend Tonnen CO₂. Durch die Umstellung auf erneuerbaren Wasserstoff könnten diese Emissionen nahezu vollständig entfallen. Technologisch ist dieser Schritt durch moderne Multielementbrenner möglich, die den Einsatz von Wasserstoff mit geringem Anpassungsaufwand erlauben. Gleichzeitig wird sichtbar: Für einen verlässlichen Betrieb braucht es eine stabile Versorgungs- und Speicherinfrastruktur, die an den jeweiligen Standort angepasst ist – von kurzfristigen Containerlösungen bis zu langfristigen Pipelineanbindungen.

Ein weiterer Fokus der Untersuchung liegt auf den Auswirkungen der Transformation auf das industrielle Umfeld. Die Forschenden zeigen, dass die Einführung von Wasserstoff nicht nur technische, sondern auch wirtschaftliche und organisatorische Veränderungen mit sich bringt. Dies betrifft Energieversorger, Logistikpartner, Genehmigungsbehörden und Investoren gleichermaßen. Unternehmen benötigen daher eine klare Strategie, um Risiken zu minimieren und gleichzeitig von den Chancen steigender CO₂-Kosten und wachsender Förderprogramme zu profitieren.

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Strategische Umstiegspfade und wirtschaftliche Bewertung zeigen Potenziale

Die Studie entwickelt drei Wege für die Transformation: einen direkten Umstieg auf Wasserstoff, ein Übergangsmodell über verflüssigtes Erdgas (LNG) sowie ein Teilumstieg über einzelne Prozessschritte. Der direkte Umstieg erzielt die höchste CO₂‑Reduktion, geht jedoch mit höheren Investitionen einher. Das Übergangskonzept reduziert wirtschaftliche Risiken, indem es kurzfristig günstigere Brennstoffe nutzt und gleichzeitig die Infrastruktur auf eine spätere Wasserstoffnutzung vorbereitet. Die wirtschaftliche Analyse zeigt, dass sich Wasserstoff besonders dann rechnet, wenn CO₂‑Preise steigen und Wasserstoffkosten sinken.

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