Die Wasserstoffregulierung in Deutschland. Eine kritische Auseinandersetzung mit Abschnitt 3b der EnWGNovelle 2021 zur Regulierung reiner Wasserstoffnetze

Inhaltsverzeichnis

A. Einführung

B. Technische Grundlagen
I. Herstellungsprozesse Wasserstoff
1. Basiswissen
2. Begriffe
a) Elektrolyse und Elektrolyseur
b) Carbon-Capture-Storage-Technologie (CCS)
c) Sektorenkopplung
d) Power-to-X (PtX)
e) Power-to-Gas (PtG)
3. Farbenlehre
a) Grauer Wasserstoff
b) Blauer Wasserstoff
c) Türkisfarbener Wasserstoff
d) Pinkfarbener Wasserstoff
e) Weißer Wasserstoff
f) Grüner Wasserstoff
4. Brennstoffzellen
II. Transport, Speicherung und Probleme
1. Begriffe
a) Allgemeines
b) L-Gas und H-Gas
2. Transport und Leitungen im Vergleich
a) Probleme
b) Beimischung
3. Speichermöglichkeiten
III. Bisheriger Stand reiner Wasserstoffnetze
1. Vision eines nationalen Wasserstoffnetzes
2. Reines Wasserstoffnetz, Pilotprojekte und Reallabore
3. Interessen der Gasindustrie

C. Regulierung reiner Wasserstoffnetze §§ 28j ff. EnWG
I. Überblick
II. Definitionen und Anwendungsbereich § 28j Abs. 1 EnWG
1. Voraussetzung: Versorgung jedes Kunden
2. Voraussetzung: Wasserstoffleitung
3. Voraussetzung: Transport und Verteilung
4. Voraussetzung: Betreiber
5. Erdgas-Begriff im Vergleich
III. Wahlrecht § 28j Abs. 3 EnWG
1. Inanspruchnahme der Opt-in-Option
2. Inanspruchnahme der Opt-Out-Option
IV. Netzentwicklungsplan (NEP) Wasserstoff § 28q EnWG
V. Entflechtungsvorschriften § 28m EnWG
VI. Netzanschluss- und -zugangsregelung § 28n EnWG
1. Netzanschlussregelung
2. Netzzugangssregelung
VII. Umrüstungs- und Übergangsregelung
1. Umrüstungsregelung § 113b EnWG i. V. m. § 43l EnWG
2. Übergangsregelung § 113c EnWG
VIII. Probleme des regulatorischen Ansatzes

D. Quo vadis – Europäisches Wasserstoffnetz

E. Kritische Gesamtwürdigung

F. Ausblick

Anhang

Literaturverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

A. Einführung

Wasserstoff – ein Begriff, der im Zuge der Energiewende oft verwendet wird. Seine Bedeutung ist in den letzten Monaten enorm gestiegen.¹ Von einigen Seiten wird er als Energieträger der Zukunft bezeichnet.² Wasserstoff wird als das „Gas der Zukunft“³ und als Bindeglied zwischen der Erzeugung von Elektrizität einerseits und der Speicherung dieser andererseits gesehen.⁴ Wasserstoff ist vielseitig und kann in zahlreichen Sektoren zur Anwendung kommen.⁵ Er könnte als Kitt zwischen den Sektoren des Stroms und der Industrie sowie des Mobilitätssektors angesehen werden.⁶ Auch wurde er als „zweite Säule der Energiewende“⁷ betitelt.

Das Thema Wasserstoff gelangte durch die Verabschiedung des Konjunkturpakets im Zuge der COVID-19-Pandemie vermehrt in den Vordergrund.⁸ Die Bundesregierung veröffentlichte am 10. Juni 2020 eine Nationale Wasserstoffstrategie,⁹ um das Element Wasserstoff und seine Nutzung, vorzugsweise die des grünen Wasserstoffs, in den Fokus der Öffentlichkeit zu rücken. Seitens der Bundesregierung wurde am 28. April 2021 verkündet, dass Deutschland Wasserstoff-Land werden soll.¹⁰ Auf europäischer Ebene wurde ebenfalls eine Wasserstoffstrategie veröffentlicht, zunächst als Mitteilung der Kommission,¹¹ dann als angenommener Text des Parlaments.¹²

Nicht nur auf nationaler und europäischer Ebene, sondern auch auf internationaler Ebene besteht aktuell der Trend zur Entwicklung von Wasserstoffstrategien und einem Aufbau von Wasserstoffwirtschaftssystemen.¹³

Am 9. März 2021 erfolgte die Veröffentlichung des Gesetzesentwurfs zur Umsetzung unionsrechtlicher Vorgaben und zur Regelung reiner Wasserstoffnetze im Energiewirtschaftsrecht.¹⁴ Hiermit entstand das erste Mal ein eigenes Regelungsregime für die Wasserstoffwirtschaft in Deutschland.¹⁵

Die Anwendung von Wasserstoff wird im Zuge der Energiewende oft zitiert. Was genau verbirgt sich hinter dem sog. „Allround-Talent“ Wasserstoff? Und warum kann es gar als Schlüsselelement der Energiewende fungieren? Immerhin wird Wasserstoff – neben o. g. Aspekten - nachgesagt, es könne zukünftig Erdgas ersetzen.¹⁶ Zudem wolle Deutschland im Bereich Wasserstoff die „Nummer 1 in der Welt werden“¹⁷.

Die Vorteile einer Wasserstoffwirtschaft sind nicht von der Hand zu weisen: Wasserstoff kann CO2-neutral hergestellt werden und einen Beitrag zur Dekarbonisierung leisten sowie Deutschland und Europa auf dem Weg der Klimaneutralität unterstützen. Wasserstoff könnte sogar für die Erreichung das Klimaschutzziel aus Art. 2 Abs. 1 des Pariser-Abkommens dienlich sein.¹⁸

Die vorliegende Arbeit setzt sich vorwiegend mit der Änderung des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG) zur Umsetzung unionsrechtlicher Vorgaben und zur Regelung reiner Wasserstoffnetze im Energiewirtschaftsrecht auseinander. Die EnWG-Änderung soll hierbei aus juristischer Sicht beleuchtet und einer Kritik unterzogen werden (C.). Akzentuiert werden soll der neu geschaffene Anwendungsbereich, das Wahlrecht (Opt-in-Option) für Netzbetreiber, der Netzentwicklungsplan Wasserstoff, die Entflechtungsvorschriften, die Netzanschluss- und Netzzugangsvorschriften sowie die Umrüstungs- und Übergangsregelung. Als Vergleichskriterium wird hierbei die Regulierung von Gas herangezogen, die der Wasserstoffregulierung textlich vorangestellt wird. Die gesamte Problematik der Finanzierung der Wasserstoffinfrastruktur sowie das Regime der Förderung sind aufgrund gebotener Schwerpunktsetzung nicht Bestandteil dieser Arbeit. Ebenfalls nicht Bestandteil dieser Arbeit sind die Änderungen anderer Gesetze im Zuge der Änderung des EnWG, welche Bestandteil der Gesetzesänderung sind.¹⁹

Um die EnWG-Änderung aus juristischer Sicht zu verstehen ist, es unabdingbar die technischen Voraussetzungen der Wasserstoffwirtschaft voran zu stellen (B.). Sie sind Basis für das weitere Verständnis. Hierbei soll vor allem das Augenmerkt auf der Wirkungsweise von Wasserstoff, den Basisbegriffen, der Farbenlehre, dem Transport, der Speicherung und dem aktuellen Stand der Wasserstoffnetze in Deutschland liegen. Auch hier steht die Gaswirtschaft vergleichend zur Seite.

Fraglich ist vor allem, ob der geschaffene Rechtsrahmen zum Aufbau reiner Wasserstoffnetze funktional ist oder ob Abschnitt 3b des Änderungsgesetzes nur eine temporäre Übergangslösung darstellt. Fraglich ist weiterhin, ob die geschaffenen Regelungen einen sinnvollen Beitrag zur Verbesserung der aktuell überwiegend unklaren Lage der Wasserstoffwirtschaft leisten. Eine Beantwortung dieser Frage erfolgt am Ende der Arbeit (E.).

Diese Arbeit wird abgerundet durch einen erweiterten Ausblick auf Europa und ein potentielles europäisches Wasserstoffnetz (D.).

Die Notwendigkeit von Wasserstoff als ein Bindeglied der Energiewirtschaft könnte sich aus der von der Bundesregierung angestrebten Energiewende ergeben. Die Bundesregierung verlangt mittels sog. Sektorenziele die Erreichung des Klimaschutzes 2030 und legt hierfür Maßnahmen fest.²⁰ Sie selbst sieht in diesem Programm grünen Wasserstoff als einen Meilenstein.²¹ Die Änderung des EnWG dient der Bundesregierung hierbei als Umsetzung des EU-Legislativpaketes „Saubere Energie für alle Europäer“²², speziell dient sie der Umsetzung der Richtlinie (EU) 2019/944 (eine von vier Richtlinien im Rahmen des Pakets) vom 16. April 2019.²³ Wasserstoff kann einen nicht unbeachtlichen Teil zur Dekarbonisierung und damit zum Erreichen der Klimaziele beitragen.²⁴ Das Ziel sei bis 2050 in Deutschland treibhausgasneutralen Strom zu erzeugen, wobei Wasserstoff einen Beitrag leisten könne.²⁵ Basis dieser Überlegungen ist die Vereinbarung von 195 Ländern auf der Pariser KIimaschutzkonferenz: Hier wurde 2015 ein weltweites Klimaschutzabkommen beschlossen und eine Temperaturbegrenzung bezüglich des Anstiegs der Durchschnittstemperatur beschlossen.²⁶ Deutschland ratifizierte das Abkommen am 5. Oktober 2016.²⁷

Fraglich ist letztlich, ob mit der Änderung des EnWG ein funktionsfähiger und praxistauglicher Rechtsrahmen geschaffen wurde. Können mit Hilfe der EnWG-Änderung die Probleme in der Anfangsphase des Aufbaus der Wasserstoffwirtschaft sinnvoll behandelt werden? Sind die Instrumente des Netzentwicklungsplans, des Wahlrechts, der Entflechtungsvorschriften sowie der Netzanschluss- und Netzzugangsregelungen Instrumente, die ein Funktionieren ermöglichen? Die EnWG-Novelle trat am 17. Juli 2021 in Kraft.²⁸

B. Technische Grundlagen

I. Herstellungsprozesse Wasserstoff

1. Basiswissen

Das chemische Element Wasserstoff (mit der Bezeichnung H) hat unter den Atomen die geringste Größe und zeichnet sich durch eine einfache Struktur aus (die sog. Elektronenkonfiguration lautet dabei 1s[1], wobei es innerhalb des Periodensystems keiner Gruppe angehörig ist).²⁹ Der Grund hierfür ist sein einziges Valenzelektron und das fehlende Elektron.³⁰ Am häufigsten kommt Wasserstoff im Weltall vor, bspw. besteht die Sonne zur Hälfte aus Wasserstoff.³¹ Auf unserem Planeten, speziell in der Erdkruste, kommt es am zehnthäufigsten unter allen Elementen vor.³²

Bezüglich seiner Eigenschaften ist Wasserstoff farb- sowie geruchlos und zudem das leichteste aller Gase.³³ Hinsichtlich seines Wärmeleitvermögens, seiner Wärmekapazität sowie seiner Diffusionsgeschwindigkeit hat er die größten Eigenschaften und seine Moleküle haben eine hohe Energie in Bezug auf ihre Bindung, weshalb Wasserstoff über eine reduzierte Reaktionsfähigkeit verfügt.³⁴

Unter Normaltemperatur kann Wasserstoff einzig gezündet mit Sauerstoff reagieren, wobei im Ergebnis eine Explosion entsteht.³⁵ Eine detaillierte chemische Reaktion ist im Anhang abgebildet (siehe Anlage 1). Das Wissen um diesen Vorgang spielt insbesondere bei der Thematik um Verbrennungsmotore und wasserstoffbetriebenen Kraftfahrzeugen eine Rolle.

In reiner Form (also als H) findet sich Wasserstoff eher selten, weshalb es meist in Kombination mit anderen Elementen, bspw. als Verbindung mit Sauerstoff (welches dann H2O ergibt) vorherrscht.³⁶ Die Verbindung mit Wasser ist die bedeutsamste Wasserstoffverbindung, was vor allem an der polaren Bindung des Moleküls liegt, woraufhin die für Wasser typischen Eigenschaften entstehen (die sich stark von anderen fluiden Stoffen unterscheiden).³⁷

Für den technischen Herstellungsprozess von Wasserstoff spielen vor allem die Ausgangsstoffe Kohlenwasserstoff (CH) und Wasser (H2O) eine Rolle.³⁸ Sie werden benötigt, um Verfahren, wie das sog. Steam-Reforming-Verfahren, die Heizöl-Oxidation oder die sog. Kohleversagung durchzuführen, welche wiederrum bedeutsam für die Wirtschaft sind.³⁹ Damit Wasserstoff reagieren kann, muss seine spezielle Bindung aufgebrochen werden, um im Anschluss eine neue Verbindung eingehen zu können.⁴⁰ Praktische Bedeutung gewinnen die technischen Herstellungsprozesse von Wasserstoff bei einer Vielzahl von Anwendungsbereichen bspw. im Bereich des Transports und der Industrie.⁴¹ Wasserstoff kann ebenfalls als Antriebstoff von Raketen, als Gas zum Heizen sowie in der Schweißerei dienlich sein und fällt weiterhin bei der Benzingewinnung aus Erdöl an (sog. Crackverfahren⁴² ).⁴³

2. Begriffe

a) Elektrolyse und Elektrolyseur

Wasserstoff kann aus fossilen oder biologischen Quellen aber auch aus Elektrolyse erzeugt werden.⁴⁴ Im Fokus soll hier die Elektrolyse stehen, da dies für das Verständnis von Wasserstoff in der Energiewende bedeutsam ist. Bei Elektrolyse wird eine chemische Bindung während eines gleichzeitig stattfindenden Ionenaustausches unter der Hinzuziehung von Strom in seine Elemente zerlegt.⁴⁵ Vereinfacht handelt es sich bei Elektrolyse um einen Prozess der Aufspaltung von Wasser in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2).⁴⁶

Um die Funktionsweise der Elektrolyse vertiefend zu verstehen, muss zunächst Folgendes über die Elektrolysezelle bekannt sein: Aus dem höchsten Potential der Zelle kann die elektromotorische Kraft abgeleitet werden.⁴⁷ Die Elektrolyse beschreibt in der Folge das Gegenteil: Hierbei muss ein externes Potential hinzugefügt werden, welches die elektromotorische Kraft der Zelle übersteigt, ihr jedoch mindestens entspricht und in deren Folge ein Aufspaltungsprozess gelingen kann.⁴⁸

Soll Wasserstoff durch Elektrolyse gewonnen werden, sind folgende Prozesse nötig: Zuerst wird Trinkwasser entsalzt, der darin enthaltene Sauerstoff separiert und mittels sog. Elektrolysestacks in einen zirkulierenden Zustand gebracht.⁴⁹ Parallel hierzu wird Strom in Gleichstrom gewandelt, welcher dann durch das Wasserkreislaufsystem und über einen Wärmetauscher an das Netz abgegeben wird und zur Nutzung zur Verfügung steht.⁵⁰ Als Ergebnis verbleibt Wasserstoff, der mittels eines Wasserabscheiders von Feuchtigkeit getrennt und in ein Pipelinesystem eingespeist bzw. transportiert werden kann.⁵¹ Zur Verdeutlichung dient eine Abbildung über die Wasserstoffelektrolyse (siehe Anlage 2).

Obwohl das Elektrolyse-Verfahren mit hohem Energieaufwand (und damit hohen Kosten) verbunden ist, ist es für die Energiewende präferabel, da es emissionsfrei sein kann.⁵² Emissionsfrei ist das Elektrolyseverfahren jedoch nur dann, wenn es mittels Strom aus erneuerbaren Energien gespeist wird.⁵³ Allerdings muss beim Prozess der Elektrolyse ein Wirkungsgradverlust in Höhe von bis zu 25 Prozent einkalkuliert werden.⁵⁴

Im Rahmen des Markthochlaufs von Elektrolyseuren in den zukünftigen Jahren bis 2030 soll nach heutiger Prognose eine installierte Leistung von fünf Gigawatt bis 2030 errichtet werden.⁵⁵ Aktuell verfügt Deutschland über eine Elektrolysekapazität von 67 Megawatt.⁵⁶

Weiterhin bedarf es der Erwähnung weiterer im Zusammenhang mit Wasserstoff stehender Begriffe, welche im Folgenden dargestellt werden.

b) Carbon-Capture-Storage-Technologie (CCS)

Die Technologie der Carbon-Capture-and-Storage (CCS) dient einer Trennung und Speicherung von CO2, weshalb sie sinnvollerweise zur Emissionsreduktion in Industrieanlagen eingesetzt werden kann.⁵⁷ Bei dem bereits erprobtem⁵⁸ Prozess wird abgeschiedenes CO2 unterirdisch gespeichert.⁵⁹ In Deutschland wird das Verfahren jedoch nicht angewendet: Es fehle an Akzeptanz innerhalb der Bevölkerung, um entsprechende CO2-Speicher zu errichten und zu nutzen.⁶⁰ CCS ist auf Grundlage des Gesetzes zur Demonstration der dauerhaften Speicherung von Kohlendioxid (KSpG) geregelt.⁶¹ Die Europäische Kommission hält CCS für einen sinnvollen Bestandteil der Energiewende.⁶²

Es bietet sich außerdem an, den Begriff der Sektorenkopplung zu erläutern, um den nachfolgenden Ausführungen besser folgen zu können.

c) Sektorenkopplung

Ein weiterer Begriff, der im Zusammenhang mit der Energiewende immer wieder auftaucht, ist jener der Sektorenkopplung. Hierbei wird die Stromproduktion mit dem Bereich der Wärme, des Gebäudesektors, dem Bereich der Mobilität und/oder der Industrie sinnvoll miteinander verknüpft, so dass bisher separat voneinander existierende Bereiche in geeigneter Weise mit Wasserstoff kombiniert und versorgt werden können.⁶³ Eine grafische Übersicht verdeutlicht das Prinzip ( siehe Anlage 3).

Die Sektorenkopplung kann sinnvoll mit der Power-to-X-Technik kombiniert werden.⁶⁴ Es ist auf diese Art und Weise möglich, fossile Energieträger schrittweise zu ersetzen und eine Dekarbonisierung zu erreichen.⁶⁵

d) Power-to-X (PtX)

Beim Power-to-X-Prozess wird erneuerbarer Strom und Wasserstoff mittels Elektrolyse konvertiert, so dass andere Energieträger, wie Gase, Flüssigkeiten, Wärme und chemische Rohstoffe entstehen können.⁶⁶ Folgeprodukte aus dem Prozess können u. a. Ammoniak, Methan und Methanol sein.⁶⁷ Das X kann substituiert werden (bspw. Power-to-L als Power-to-Liquid), wie auch in folgendem Falle des Power-to-Gas-Prozesses.

e) Power-to-Gas (PtG)

Beim Power-to-Gas-Prozess (als Teil der Sektorenkopplung) wandeln sog. Power-to-Gas-Anlagen Strom mittels eines Elektrolyseverfahrens in Wasserstoff um, der somit speicherbar gemacht werden kann und für den Wärme-, Verkehrs- und Industriesektor zur Verfügung steht.⁶⁸ Wasserstoff kann aktuell mittels dieses Verfahrens in das existierende Gasnetz beigemischt werden oder perspektivisch in eine eigene Wasserstoffinfrastruktur eingeleitet werden.⁶⁹

Das Fernleitungsnetzbetreiberunternehmen Thyssengas GmbH plant in seinem Projekt „Element Eins“ die Errichtung einer Power-to-Gas-Anlage mit einer installierten Leistung von 100 Megawatt bis zum Jahr 2030.⁷⁰

Power-to-Gas-Anlagen könnten förderlich für das Gelingen der Energiewende sein, da sie die Sektorenkopplung mit der Wasserstoffherstellung unterstützen und somit vorteilhafte Effekte erzielen.⁷¹

3. Farbenlehre

Wasserstoff kann nur mithilfe anderer Energieträger entstehen, weshalb er keine Energiequelle, jedoch ein Energieträger ist.⁷² Es gibt verschiedene Methoden zur Herstellung von Wasserstoff. Mittels der sog. Farbenlehre lassen diese sich verständlich darstellen. Bedeutsam für das Verständnis von Wasserstoff in der Rolle der Energiewende ist der nach einem Herstellungsprozess ausgestoßene CO2-Anteil, weshalb in den folgenden Ausführungen, neben den Grundlagen zum jeweiligen Herstellungsprozess, ebenfalls Erwähnung zum CO2-Anteil genommen wird.

Folgende Farben in der Lehre um die Herstellung von Wasserstoff stehen im Fokus.

a) Grauer Wasserstoff

Bei der Gewinnung von grauem Wasserstoff werden fossile Energieträger, wie Erdgas oder Kohle (durch Vergasung) in einem Dampfreformierungsverfahren (sog. Steam Reforming) eingesetzt, was aktuell die gängigste Methode der Wasserstoffherstellung darstellt.⁷³ Speziell wird bei dem Verfahren aus Stoffen, wie bspw. Erdöl, Biogas, Erdgas, o. ä. ein Synthesegas mittels thermochemischer Umwandlung hergestellt.⁷⁴ Der CO2-Anteil, der beim Ausstoß anfällt, ist mit zehn Tonnen auf eine Tonne Wasserstoff nicht gering.⁷⁵

Diese Methode der Wasserstoffherstellung ist angesichts der Erreichung der Klimaziele kaum präferabel, jedoch aufgrund der Verfügbarkeit der Einsatzenergieträger realistisch und aktuell die überwiegend verwendete Methode der Wasserstoffherstellung in Deutschland.⁷⁶

b) Blauer Wasserstoff

Bei blauem Wasserstoff handelt es sich um grauen Wasserstoff, bei dem durch die Carbon-Capture-and-Storage Technologie (wie oben beschrieben) das emittierte CO2 gespeichert wird und der Prozess sich dadurch als treibhausgasneutral gestaltet.⁷⁷

Aktuell gibt es in Deutschland keine Anlage zur Herstellung von blauem Wasserstoff.⁷⁸ Es fehle an Akzeptanz der Bevölkerung, um Speicher für das abgeschiedene CO2 aufzubauen.⁷⁹

c) Türkisfarbener Wasserstoff

Bei türkisfarbenem Wasserstoff entsteht Wasserstoff in einem Prozess der sog. Methanpyrolyse, bei welchem Methan thermisch aufgespalten wird.⁸⁰ Bei diesem Verfahren fällt Kohlenstoff in fester Form an und im Falle des Einsatzes von erneuerbaren Energiequellen entsteht in einem Hochtemperaturreaktor kein CO2.⁸¹

d) Pinkfarbener Wasserstoff

Bei pinkfarbenem Wasserstoff wird Wasserstoff unter Einsatz von Kernkraft gewonnen⁸², weshalb dieser Herstellungsprozess wenig präferabel für die Energiewende ist und in einiger Zeit obsolet sein wird.

e) Weißer Wasserstoff

Weißer Wasserstoff wird im Zusammenhang mit der Wasserstoffproduktion selten genannt. Er existiert in natürlicher Form unter der Erdkruste und kann mittels Frackings freigesetzt und nutzbar gemacht werden.⁸³

f) Grüner Wasserstoff

Grüner Wasserstoff entsteht aus der Elektrolyse von Wasser, bei der Strom eingesetzt wurde, der aus erneuerbaren Energien gewonnen wurde.⁸⁴ Dieser Vorgang findet mittles eines Elektrolyseurs (sog. Power-to-Gas-Anlage – wie oben erläutert) - statt.⁸⁵ Die Verfahren hierfür lauten Alkali-Elektrolyse, PEM-Elektrolyse⁸⁶ sowie Hochtemperaturelektrolyse (SOEC), wobei die Alkali-Elektrolyse aktuell Stand der Technik ist.⁸⁷ Zur Zeit ist in Deutschland ca. fünf Prozent des hergestellten Wasserstoffs grün.⁸⁸

Bei diesem chemischen Prozess kann dem Wasser Kaliumhydroxid hinzugefügt werden, so dass es in Elemente zerlegt werden kann, wobei man im Ergebnis reinen Wasserstoff (H2) sowie Sauerstoff (O) erhält.⁸⁹ Anwendung findet dieser Prozess bspw. in der Nahrungsmittelindustrie.⁹⁰ Bei der Elektrolyse bedarf es jedoch einer hohen elektrischen Energie, die wiederum teuer ist.⁹¹

Grüner Wasserstoff ist für die Energiewende besonders wertvoll. Dies hat verschiedene Gründe: Zum einen ist der Herstellungsprozess CO2-neutral, was positiv auf die Klimabilanz wirkt.⁹² Ein CO2-Ausstoß ist bei der Elektrolyse mit Wasser nicht vorhanden⁹³, weshalb grüner Wasserstoff generell in der Energiewende präferiert wird.⁹⁴ Zum anderen kann grüner Wasserstoff sowohl als Energieträger, als auch als Energiespeicher eingesetzt werden und bildet zusätzlich eine optimale Ergänzung im Bereich der Sektorenkopplung.⁹⁵ Das Nebenprodukt Sauerstoff, welches parallel zu Wasserstoff bei der Elektrolyse anfällt, kann ebenfalls verwendet werden, bspw. im industriellen Prozess der Stahlproduktion.⁹⁶

Fraglich beim Herstellungsprozess von grünem Wasserstoff ist die Herkunft der eingesetzten erneuerbaren Energien, welche in Form eines bilanziellen Nachweises (sog. Herkunftszeugnis) nachgewiesen werden könnte.⁹⁷ Im Hinblick auf die Erreichung der Klimaschutzziele müssten konkrete Anforderungen an den Bezug von grünem Strom gestellt werden, denn hierfür gäbe es nur den einen Weg über die erneuerbaren Energien.⁹⁸ Sinnvoll könne die Einrichtung besonderer Speicher für grünen Wasserstoff sein, um von den Effekten einer sog. Rückverstromung zu profitieren.⁹⁹

Ein weiteres Problem bei grünem Wasserstoff ist dem Umstand geschuldet, dass dieser notfalls auch importiert werden müsse.¹⁰⁰ Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) stellte Berechnungen an, welche in einem sog. „Power-to-X-Atlas“ veröffentlicht wurden.¹⁰¹ Diese Berechnungen sollen dazu dienen, das jeweilige Wasserstoff-Potenzial von Regionen weltweit darzustellen und in der Konsequenz darüber Auskunft geben, in welchem Maße diese Regionen in der Lage sind, grünen Wasserstoff zu produzieren.¹⁰² In der Anlage zeigt sich das Potential am Beispiel der USA (siehe Anlage 4).

Das IEE kommt in seiner Analyse zu dem Ergebnis, dass Deutschland eine Menge in Höhe von 660 TWh importieren könne, wobei anfallende Transportkosten berücksichtigt werden müssen.¹⁰³ Bei Import von grünem Wasserstoff aus weiter entfernt liegenden Ländern, bspw. Australien, ergibt sich bezüglich des CO2-Austoßes kein Mehrgewinn, weshalb es sinnvoller sei, Power-to-Liquid regional herzustellen.¹⁰⁴

Abschließend für die Farbenlehre ist Folgendes festzuhalten: Für den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft, ob national, europaweit oder global, müssen sinnvolle Entscheidungen darüber getroffen werden, welche Art der Wasserstoffherstellung erfolgen, in welchem Anteil diese genutzt sowie für welche Zwecke sie verwendet werden soll.¹⁰⁵ Grüner Wasserstoff soll perspektivisch einen Hochlauf bis zu fünf Gigawatt Erzeugungskapazität in 2030 und bis zu 80 Gigawatt Erzeugungskapazität in 2050 erfahren.¹⁰⁶ Soll, wie fokussiert, hauptsächlich grüner Wasserstoff hergestellt werden, biete es sich an, diesen zukünftig zu kennzeichnen, um Transparenz für Verbraucher herzustellen (bspw. in Form einer Kennzeichnungspflicht, gem. § 42 Abs. 1 EnWG analog).¹⁰⁷ Eine Forschung über Edelmetalle, die den Herstellungsprozess unterstützen können und eine Steigerung von Wirkungsgrad und Wirtschaftlichkeit bewirken sollen, biete sich an.¹⁰⁸

Beim Hochlauf von Wasserstoff wird sich zeigen, zu welchen Anteilen die Herstellung erfolgt und erfolgen kann. Der Prozess könnte mit diesem Zitat beschrieben werden: „Die Zukunft ist grün, der Weg ist bunt.“ ¹⁰⁹

4. Brennstoffzellen

In den Fokus der Energiewende gelangt zunehmend die Diskussion um Fahrzeuge, welche mittels Brennstoffzellen aus Wasserstoff angetrieben werden. Zur Erläuterung sei an dieser Stelle kurz die Funktionsweise einer Brennstoffzelle erläutert: Bei Brennstoffzellen wird Wasserstoff eingesetzt, um in einem Prozess der sog. Rückverstromung Sekundärenergie zu gewinnen.¹¹⁰ Bei einer sog. Polymerelektrolytbrennstoffzelle, welche als Repräsentant einer Brennstoffzelle an dieser Stelle herangezogen sei, besteht der überwiegende Anteil des Herstellungsmaterials aus Graphit und Platin.¹¹¹ Um die Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle zu erhöhen, bietet sich ein Verbund aus mehreren Brennstoffzellen an (sog. Stack¹¹² ).¹¹³ Bei der in der Brennstoffzelle befindlichen sog. Gasdiffusionsschicht wird der präferierte Vorgang der Wasserstoff-Verteilung auf der Elektrodenfläche erreicht.¹¹⁴ Am Ende der Stacks bietet es sich an, beständige und korrosionsfeste Materialien einzusetzen (bspw. Gold), damit an diesen Stellen die Stromabnahme erfolgen kann.¹¹⁵

Es seien Vorteile von in Kraftfahrzeugen eingesetzten Brennstoffzellen gegenüber Batterieantrieben gegeben¹¹⁶, weshalb die Brennstoffzellentechnologie für Kraftfahrzeuge präferabel sei.¹¹⁷ Der Kraftfahrzeughersteller Opel Automobile GmbH wird noch in diesem Jahr einen mit Wasserstoff-Brennzellen betriebenen Transporter herstellen.¹¹⁸

Die französische Umweltministerin Pompili¹¹⁹ traf am 9. September 2020 im Rahmen der Präsentation der nationalen Wasserstoffstrategie Frankreichs eine Aussage in Form einer Zukunftsvision über wasserstoffbetrieben Flugzeuge.¹²⁰ In deren Folge traf der Vorstandsvorsitzende der Airbus S.A.S.¹²¹, Faury, erste Aussagen zu Möglichkeiten über Wasserstoffflugzeuge, welche bis 2035 entwickelt werden sollen.¹²² Seitens der Airbus S.A.S. wurden drei Varianten vorgestellt (siehe Anlage 5). Aufgrund Drucks seitens Frankreichs und Deutschlands wurde eine „konservative Variante“ abgebildet ( siehe Mittelbild der Anlage 5). Es bleibt abzuwarten, wann eine solche Vision Realität wird. Herausfordernd dürfte vor allem die Umsetzung sein.

II. Transport, Speicherung und Probleme

1. Begriffe

a) Allgemeines

In dieser Arbeit sollen grundlegende Aspekte, die für den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft relevant sind, mit der Gaswirtschaft verglichen werden, um die Wasserstoffthematik greifbar zu machen. Hierfür ist es notwendig, die technischen und wirtschaftlichen Grundlagen zu erläutern, um eine klare Abgrenzung vornehmen zu können. Aus diesem Grund werden Grundbegriffe aus der Gaswirtschaft erläutert, auf die die folgenden Ausführungen aufbauen.

Zu den physikalischen Eigenschaften: Bei Gas handelt es sich um eine Substanz, welche über sich frei bewegliche Teilchen verfügt und in den Aggregatzuständen fest, flüssig und gasförmig vorkommt.¹²³ Für die Energieversorgung bedeutsam ist jenes Gas, welches einen Anteil von Methan aufweist, da dieses bei der Verbrennung zur Entstehung von Wärmeenergie führt.¹²⁴

Erdgas wird überwiegend aus natürlichen Vorkommen gewonnen (sog. E&P-Prozess¹²⁵ ).¹²⁶ Exploration steht für das Auffinden von Erdgasquellen, woran sich die Erdgasförderung anschließt.¹²⁷ Daneben gibt es außerdem die Erdgasgewinnung durch sog. Fracking, bei dem vereinfacht erklärt, eine Bohrung in den Boden vorgenommen wird, wodurch Gas freigesetzt wird.¹²⁸ Dieser Vorgang unterliegt einem umfassenden Erlaubnis- und Genehmigungswesen (Erlaubnis gem. § 7 Abs. 1 Nr. 1 BBergG).¹²⁹

Neben der natürlichen Erdgasgewinnung steht die synthetische Erzeugung von Erdgas, bspw. die Erzeugung von Biogas (auch als Methangas mit einem Methananteil von 75% beschrieben),¹³⁰ worunter ebenfalls das Deponiegas und Klärgas gezählt wird.¹³¹ Daneben besteht die Möglichkeit der Erzeugung von Flüssiggas (sog. LPG¹³² ), welches in Raffinerien im Wesentlichen aus Propan und Butan oder beidem hergestellt wird.¹³³

b) L-Gas und H-Gas

In Deutschland gibt es zwei unterschiedliche Arten von Gas (mit Differenzierung in ihrer Qualität): Dies betrifft zum einen das sog. L-Gas¹³⁴ mit einem Methan-Anteil von ca. 80 – 87 Prozent sowie das sog. H-Gas¹³⁵, welches über einen Methan-Anteil von ca. 87 – 99 Prozent verfügt.¹³⁶ Beide Gase müssen zwingend getrennt transportiert und verfeuert werden, was in der Folge zu zwei separaten Märkten führt.¹³⁷

Aktuell findet eine zunehmende Umstellung von L-Gas auf H-Gas statt (sog. Marktraumumstellung¹³⁸ ).¹³⁹ Dies bedeutet zwar einerseits, dass bis 2030 mehrere Millionen Geräte von L- auf H-Gas umgestellt werden müssen, andererseits kann die Umstellung einen Beitrag zur Dekarbonisierung leisten.¹⁴⁰ Die entsprechende Verordnungsermächtigung findet sich in § 19a EnWG. Die Umstellung wird gem. § 8 Nr. 1 der Kooperationsvereinbarung Gas¹⁴¹ von den Fernleitungsnetzbetreibern veranlasst. Gem. § 19a Abs. 1 S. 3 EnWG werden seit dem 1. Januar 2017 die hieraus entstandenen Kosten bundesweit umgelegt.

Perspektivisch wird sich das Gasnetz in Deutschland wandeln und bis 2050 voraussichtlich eine Umstellung von Erdgas auf erneuerbaren Wasserstoff, Biogas, synthetischem Methan und/oder Gase mit dekarbonisiertem Ursprung (bspw. blauer Wasserstoff) erfahren.¹⁴²

2. Transport und Leitungen im Vergleich

Soll in Deutschland ein nationales und funktionierendes Wasserstoffnetz aufgebaut werden, müssen zunächst die Grundlagen, also der Transport und das Leitungssystem mit allen Problemen beleuchtet werden. Dies kann sinnvollerweise mit dem bestehenden Gasnetz verglichen werden.

Fraglich ist, wie Wasserstoff sinnvoll und kostengünstig vom Erzeugungsort zum Nutzungsort transportiert werden kann. Aktuell, also am Anfang des Aufbaus einer Wasserstoffwirtschaft, gibt es bisher überwiegend nur solche Wasserstofftransporte, die direkt vom Ort der Erzeugung zum Ort der Nutzung (bspw. eine Industrieanlage) gelangen, ohne durch ein längeres Netz transportiert zu werden.¹⁴³ Wird der vor Ort produzierte Wasserstoff direkt von einer Industrieanlage abgenommen, erfolgt dies zumeist mit dem Prozess der Dampfreformierung.¹⁴⁴

Eine Orientierung am bestehenden Gasnetz bietet sich zunächst an, um gegebenenfalls mittels Vergleichs an eine Lösung für den Aufbau eines Wasserstoffnetzes zu gelangen.

Zurzeit gibt es auf globaler Ebene einzelne, im Vergleich zum Gassystem sehr kurze Wasserstofftransportnetze (mit Stand 2017 existierte bspw. in den USA ein gesamtes Wasserstofftransportnetz von 2.608 km und in Deutschland über 376 km).¹⁴⁵

Aktuell laufen diverse Projekte, um den Aufbau reiner Wasserstoffnetze zu erproben. Eines dieser Forschungsprojekte lautet „Hypos: H2-Netz“, bei dem der Verteilernetzbetreiber Mitteldeutsche Netzgesellschaft Gas mbH (auch bekannt als Mitnetz Gas) in Zusammenarbeit mit über 100 weiteren Unternehmen in Bitterfeld-Wolfen eine Testanlage für ein reines Wasserstoffnetz (sog. Wasserstoffdorf) in Betrieb nimmt und erprobt.¹⁴⁶

Im Vergleich hierzu gab es mit Stand 2017 deutschlandweit ein Gasleitungsnetz von ca. 520.000 km Länge, welches über ca. 6.000 Ein- und Ausspeisepunkte verfügte.¹⁴⁷ Eine Übersicht über das Gas-Fernleitungsnetz befindet sich im Anhang (siehe Anlage 6). Ein zentrales Thema ist der Netzneu- und Ausbau, sowohl auf nationaler, als auch auf europaweiter Ebene.¹⁴⁸

Für den Transport von Wasserstoff gibt es nun verschiedene Möglichkeiten, bei denen man sich am bestehenden Gasnetz orientieren kann. Im Erdgasbereich gibt es sog. Pipeline-Systeme, welche ebenfalls für die Wasserstoffwirtschaft in Frage kommen könnten.¹⁴⁹ Beim Transport von Wasserstoff über eine Pipeline (flüssig oder gasförmig) müssen Kosten berücksichtigt werden, die durch Verdichterstationen (mit beigefügten Kompressoren) entstehen, die aufgrund der Länge in höherer Anzahl nötig würden.¹⁵⁰ Der Transport von Wasserstoff über Pipelines sei eine günstige Option.¹⁵¹

a) Probleme

Der Aufbau von Wasserstoffnetzen birgt eine Vielzahl von Problemen, mit denen es sich im Hinblick auf eine erfolgreiche Implementierung auseinanderzusetzen gilt.

Das Problem, welches es beim Aufbau von Wasserstoffleitungen geben kann, besteht im Finden des korrekten Leitungsdurchmessers.¹⁵² Ebenfalls ist auf die Geschwindigkeit zu achten, mit der Wasserstoff durch Rohrleitungen geführt werden soll, denn im Erdgasbereich existiert aus Sicherheitsgründen eine sog. Grenzgeschwindigkeit.¹⁵³

Nicht zu vernachlässigen ist überdies die Temperatur, die Wasserstoff in einem Rohr unter der Erde annehmen kann (sog. Gastemperatur) und die Möglichkeit, diese Temperatur an geeigneten Stellen zu messen, was aufgrund von Strömungen und Schwingungen zu Brüchen und Austritt von Gas führen kann und somit nicht ungefährlich ist.¹⁵⁴ Die eine Leitung umgebende Umhüllung verträgt nur eine gewisse Temperatur und macht einen wirksamen Korrosionsschutz von Nöten, was aus jahrzehntelanger Erfahrung im Umgang mit den Gasnetzen resultiert und auf Wasserstoffnetze anwendbar sei.¹⁵⁵

Im Bereich des Transports von Wasserstoff gibt es ebenfalls Probleme, vor allem in der Frage nach der besten Transportmöglichkeit. Neben dem Transport über Leitungen besteht die Möglichkeit des Wasserstofftransportes per Schiff oder mittels LKW.¹⁵⁶ Der Nachteil hierbei ist jedoch der Verbrauch des LKWs selber, welcher zusätzlich mit Kraftstoff oder auch mit Wasserstoff versorgt werden müsste.¹⁵⁷

Das Wasserstoffleitungsnetz steht in Deutschland noch ganz am Anfang. Bisher gibt es auf nationaler Ebene nur ca. 77 Wasserstofftankstellen, welche beim Tankvorgang mittels Kompressoren mit der technischen Fähigkeit ausgestattet sind, den Druck des Wasserstoffs zu erhöhen, um anschließend ein Fahrzeug betanken zu können.¹⁵⁸ Wird Wasserstoff nach der Erzeugung im Netz verteilt und soll zum Endkunden gelangen, muss vor allem beachtet werden, dass nicht auf jeder Stufe des Transports ein einheitliches Druckverhältnis besteht.¹⁵⁹

Prinzipiell sei es möglich, ein nationales Wasserstoffnetz auf Basis des bestehenden Gasnetzes aufzubauen (sog. Umwidmung), was zu hoher Kosteneinsparung führen könnte, wobei die technischen Voraussetzungen prinzipiell gegeben seien.¹⁶⁰ Bei einer Umwidmung von Erdgasleitungen auf Wasserstoffleitungen sind Sicherheitsaspekte zu beachten.¹⁶¹ Bspw. kann durch das Durchfließen von Wasserstoff durch Erdgaspipelines Material ermüden oder verspröden, was je nach Umständen zu schnellerer oder langsamerer Beschädigung der Pipelines führen kann.¹⁶² Die erfolgreiche Umwidmung könne dazu führen, dass das bestehende Gasnetz effizient genutzt würde und in der Folge der Ausbau der Wasserstoffwirtschaft beschleunigt würde.¹⁶³

Bezüglich des Imports wird der größte Teil des in Deutschland verbrauchten Erdgases importiert.¹⁶⁴ Auch für die Wasserstoffwirtschaft könnte dies zum Problem werden, da Deutschland noch über kein eigenständiges nationales Wasserstoffleitungsnetz verfügt (siehe Ausführungen oben).

b) Beimischung

Die Möglichkeit, Wasserstoff in ein bestehendes Erdgasnetz einzuspeisen wird auch als „Blending“ bezeichnet.¹⁶⁵ Diese Form der Beimischung von Wasserstoff könnte den Aufbau der Wasserstoffwirtschaft voran treiben.¹⁶⁶ Um überhaupt bestimmen zu können, welche Gaszusammensetzung in einer Leitung vorherrscht, muss diese zunächst mittels eines sog. Chromatogramms gemessen werden, was jedoch nur für Gas und nicht für Wasserstoff anwendbar ist.¹⁶⁷ Für Wasserstoff kann auf das Edelgas Argon zurückgegriffen werden, um den Anteil im Leitungssystem zu bestimmten (sog. Kalibriergas).¹⁶⁸

Bei einer Beimischung von Wasserstoff in das Erdgasnetz ist auf die Strömungsrichtung des im Netz befindlichen Erdgases zu achten.¹⁶⁹ In einem Mischnetz kann außerdem der Einsatz von Gasturbinen problematisch sein, da diese bei einem beigemischten Anteil von Wasserstoff maximal bis zu 20 Prozent Wasserstoffanteil betrieben werden können.¹⁷⁰ Es ist bedeutsam, die Dichte in Wasserstoffleitungen berechnen zu können, denn bei Gas- und Wasserstoffgemischen spielt die Ausbreitung in der Pipeline und die hiermit in Zusammenhang stehenden Druckwellen eine Rolle.¹⁷¹

Die technischen Voraussetzungen an den Leitungen seien für ein Wasserstoff-Gas-Gemisch grundsätzlich gegeben.¹⁷² Zurzeit ist ohne weitere Modifikation eine Beimischung von Wasserstoff in das bestehende Erdgasnetz in Höhe von ca. zehn Prozent möglich.¹⁷³ Bei einer Beimischungs-Quote in Höhe von 25 Prozent würden Anpassungskosten in Höhe von ca. zehn Prozent der Investitionskosten für den Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur anfallen.¹⁷⁴ Verändert werden müssten hierbei Anlagenteile und zwar in Abhängigkeit zum angestrebten Wasserstoffanteil.¹⁷⁵

Nicht unbeachtlich seien in diesem Zusammenhang etwaige Auswirkungen der Beimischung erwähnt: Mögliche Folgen einer erhöhten Beimischung könnten steigende Kosten sein (die u. U. von den Verbrauchern zu zahlen seien) oder mögliche Unklarheiten bezüglich einer Zuordnung im Bilanzkreis.¹⁷⁶ Außerdem fraglich ist, ob eine erhöhte Beimischung Auswirkung auf die Effizienz von Verbraucherendgeräten sowie auf die Versorgung von Industriekunden infolge von schwankender Wasserstoffkonzentration haben könnte.¹⁷⁷

3. Speichermöglichkeiten

Für die Energiewende rückt besonders die Speicherproblematik in den Vordergrund. Fraglich ist vor allem, wie überschüssige elektrische Energie in ausreichendem Maße gespeichert werden soll. In den Fokus rücken vorliegend die Überlegungen zu den Möglichkeiten der Speicherung von Wasserstoff.

Voraussetzung für die Speicherung von Wasserstoff ist zunächst seine Verdichtung.¹⁷⁸ Es gibt diverse Speicherarten, wie bspw. mechanische, thermische oder elektrische Speicher, elektrochemische sowie chemische Speicher.¹⁷⁹ Mittels eines chemischen Speichers ist es möglich, Wasserstoff als elektrischen Strom zu speichern.¹⁸⁰ Hierbei wird Wasser gespalten und der Strom als Wasserstoff gespeichert.¹⁸¹ Die Speicherbarkeit von Wasserstoff und Erdgas, wie im Folgenden erläutert, ist sich sehr ähnlich.¹⁸²

Wasserstoff kann in physikalischen oder stofflichen Speichern (in Form von Hybridspeichern, Liquid Organic Hydr ogen Speichern oder Oberflächenspeichern) gespeichert werden (siehe Anlage 7). Eine mögliche Form der Speicherung von Wasserstoff sind überdies Salzlagerstätten.¹⁸³ Vor allem unterirdische Speichermöglichkeiten sind für die Speicherung von Wasserstoff in großer Menge realistisch.¹⁸⁴ Für kleinere Mengen Wasserstoff kommen Druckbehälter, bspw. in Form von Tanks, in Frage.¹⁸⁵

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¹ Sieberg/Cesarano, Regulierung von Wasserstoffnetzen, 532 (532).

² Weiler, Deutschland setzt auf Wasserstoff, 52 (52).

³ Stelter/Schieferdecker/Lange, Der Gesetzesentwurf zur Regelung reiner Wasserstoffnetze, 99 (99).

⁴ Stelter/Schieferdecker/Lange, Der Gesetzesentwurf zur Regelung reiner Wasserstoffnetze, 99 (99).

⁵ COM (2020) 301, Mitteilung der Kommission an das europäische Parlament, den Rat, den europäischen Wirtschafts- und Sozialausschuss und den Ausschuss der Regionen – Eine Wasserstoffstrategie für ein klimaneutrales Europa (im Folgenden ohne Langtitel zitiert), 1.

⁶ Benrath, Die Verbesserung der Wasserstofftauglichkeit des Erdgasfernleitungsnetzes, 453 (453).

⁷ Held, Wasserstoff als Schlüsselelement der Energiewende, 145 (145).

⁸ Kruse/Wedemeier, Potenzial grüner Wasserstoff: langer Weg der Entwicklung, kurze Zeit bis zur Umsetzung, 26 (28).

⁹ Nationale Wasserstoffstrategie, Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit, zu finden unter https://www.bmu.de/download/nationale-wasserstoffstrategie, Aufruf am 30.07.2021, 17:35 Uhr.

¹⁰ Deutschland wird Wasserstoff-Land, https://www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Artikel/G/deutschland-wird-wasserstoffland.html, Aufruf am 30.07.2021, 15:49 Uhr.

¹¹ COM (2020) 301, Eine Wasserstoffstrategie für ein klimaneutrales Europa, 08.07.2020.

¹² Europäisches Parlament, angenommene Texte, 19.05.2021 – Brüssel, Eine europäische Wasserstoffstrategie, zu finden unter https://www.europarl.europa.eu/doceo/ document/TA-9-2021-0241_DE.html, Aufruf am 05.08.2021, 16:53 Uhr.

¹³ Held, Wasserstoff als Schlüsselelement der Energiewende, 145 (145).

¹⁴ BT-Drs. 19/27453.

¹⁵ Benrath, Reine Wasserstoffnetze: Macht der Gesetzgeber seine Hausaufgaben?, 195 (195).

¹⁶ Sieberg/Cesarano, Regulierung von Wasserstoffnetzen, 532 (535).

¹⁷ Katz, Der Wasserstoff, aus dem die Träume sind, 26 (26).

¹⁸ vgl. Rath/Ekardt/Gätsch, Power-to-X: Perspektiven, Governance, Rechtsfragen, 242 (242).

¹⁹ BGBl. 2021, Teil I Nr. 47, Artikel 2-14, 3056-3078.

²⁰ Klimaschutzprogramm 2030, Bundesregierung, zu finden unter https://www.bundesregierung.de/breg-de/themen/klimaschutz/klimaschutzprogramm-2030-1673578, Aufruf am 01.08.2021, 12:04 Uhr, 8.

²¹ Klimaschutzprogramm 2030, Bundesregierung, Link wie oben, 19.

²² COM (2016), 860, Saubere Energie für alle Europäer, 30.11.2016.

²³ EnWG-Ref. (Referentenentwurf), 1.

²⁴ Nationaler Wasserstoffrat, Wasserstofftransport, zu finden unter https://www.wasserstoffrat.de/veroeffentlichungen/stellungnahmen-und-positionen, Aufruf am 29.07.2021, 16:41 Uhr, 9.

²⁵ Warum reden alle über Wasserstoff?, https://www.bmwi-energiewende.de/EWD/Redaktion/Newsletter/2021/05/Meldung/news4.html, Aufruf am 09.08.2021, 07:54 Uhr.

²⁶ Die Klimakonferenz in Paris, https://www.bmu.de/themen/klimaschutz-anpassung/klimaschutz/internationale-klimapolitik/pariser-abkommen, Aufruf am 21.09.2021, 07:07 Uhr.

²⁷ Ronnacker, Rechtliche Herausforderungen bei der Umstellung von Gasbezugsquellen und Gasarten, 178 (180).

²⁸ BGBl. 2021, Teil I Nr. 47, 3078.

²⁹ Riedel/Meyer, Allgemeine und Anorganische Chemie, 4.2.1., 257f.

³⁰ Mortimer/Müller, Das Basiswissen der Chemie, 367.

³¹ Mortimer/Müller, Das Basiswissen der Chemie, 367.

³² Riedel/Meyer, Allgemeine und Anorganische Chemie, 4.2.3., 259.

³³ Riedel/Meyer, Allgemeine und Anorganische Chemie, 4.2.2., 258.

³⁴ Riedel/Meyer, Allgemeine und Anorganische Chemie, 4.2.2., 258.

³⁵ Riedel/Meyer, Allgemeine und Anorganische Chemie, 4.2.2., 259.

³⁶ Van de Graaf/Overland/Scholten/Westphal, The new oil? The geopolitics and international governance of hydrogen, 1 (2).

³⁷ Riedel/Meyer, Allgemeine und Anorganische Chemie, 4.5.3., 274.

³⁸ Riedel/Meyer, Allgemeine und Anorganische Chemie, 4.2.3., 260.

³⁹ Riedel/Meyer, Allgemeine und Anorganische Chemie, 4.2.3., 259f.

⁴⁰ Mortimer/Müller, Das Basiswissen der Chemie, 23.3, 366.

⁴¹ Van de Graaf/Overland/Scholten/Westphal, The new oil? The geopolitics and international governance of hydrogen, 1 (2).

⁴² Mortimer/Müller, Das Basiswissen der Chemie, 23.2.1, 366.

⁴³ Riedel/Meyer, Allgemeine und Anorganische Chemie, 4.2.3., 260.

⁴⁴ Schmidt, Wasserstofftechnik, VII.

⁴⁵ Watter, Regenerative Energiesysteme, 286.

⁴⁶ Schmidt, Wasserstofftechnik, 256.

⁴⁷ Mortimer/Müller, Das Basiswissen der Chemie, 22.11, 358.

⁴⁸ Mortimer/Müller, Das Basiswissen der Chemie, 22.11, 358.

⁴⁹ Schmidt, Wasserstofftechnik, 255.

⁵⁰ Schmidt, Wasserstofftechnik, 255.

⁵¹ Schmidt, Wasserstofftechnik, 255.

⁵² Ahlfs/Goudz/Streichfuss, Die Brennstoffzelle, 2.

⁵³ Ahlfs/Goudz/Streichfuss, Die Brennstoffzelle, 45.

⁵⁴ Warum reden alle über Wasserstoff?, https://www.bmwi-energiewende.de/EWD/Redaktion/Newsletter/2021/05/Meldung/news4.html, Aufruf am 09.08.2021, 08:00 Uhr.

⁵⁵ Schäfer/Wilms, Wasserstoffherstellung: Aktuelle Rechtsfragen rund um die Genehmigung von Elektrolyseuren, 131 (131).

⁵⁶ Wasserstoff – DIHK-Faktenpapier, Deutscher Industrie- und Handelskammertag e.V. (DIHK) i. V. m. Deutsche Industrie- und Handelskammern, zu finden unter https://www.dihk.de/de/themen-und-positionen/wirtschaftspolitik/energie/energie-faktenpapiere-2462, Aufruf am 01.08.2021, 11:50 Uhr, 6.

⁵⁷ Wasserstoff – DIHK-Faktenpapier, Link wie oben, 6.

⁵⁸ Fischer, CCS in Europa: „Die Einspeicherung von CO2 ist Gasförderung in umgekehrter Richtung“, 33 (33).

⁵⁹ Weiler, Deutschland setzt auf Wasserstoff, 52 (53).

⁶⁰ Weiler, Deutschland setzt auf Wasserstoff, 52 (53).

⁶¹ Fischer, CCS in Europa: „Die Einspeicherung von CO2 ist Gasförderung in umgekehrter Richtung“, 33 (33).

⁶² Fischer, CCS in Europa: „Die Einspeicherung von CO2 ist Gasförderung in umgekehrter Richtung“, 33 (33).

⁶³ Wasserstoff – DIHK-Faktenpapier, Link wie oben, 15.

⁶⁴ Purr/Günther/Lehmann/Nuss, et al., Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität, 80.

⁶⁵ Purr/Günther/Lehmann/Nuss, et al., Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität, 80.

⁶⁶ Van de Graaf/Overland/Scholten/Westphal, The new oil? The geopolitics and international governance of hydrogen, 1 (2).

⁶⁷ Nationale Wasserstoffstrategie, Link wie oben, 29.

⁶⁸ Fischer/Schulze, Netzbetreiber und Wasserstoff – Regulatorische Grenzen durch Unbundling?, 449 (449).

⁶⁹ Was heißt Power-to-Gas und wie funktioniert ein Elektrolyseur?, https://www.element-eins.eu/schritte.html, Aufruf am 28.07.2021, 11:51 Uhr.

⁷⁰ Element Eins – Energiewende mit Sektorenkopplung, https://www.element-eins.eu/, Aufruf am 28.07.2021, 12:00 Uhr.

⁷¹ Fischer/Schulze, Netzbetreiber und Wasserstoff – Regulatorische Grenzen durch Unbundling?, 449 (452).

⁷² Van de Graaf/Overland/Scholten/Westphal, The new oil? The geopolitics and international governance of hydrogen, 1 (2).

⁷³ Wasserstoff – DIHK-Faktenpapier, Link wie oben, 6.

⁷⁴ Watter, Regenerative Energiesysteme, 284.

⁷⁵ Wasserstoff – DIHK-Faktenpapier, Link wie oben, 6.

⁷⁶ Kruse/Wedemeier, Potenzial grüner Wasserstoff: langer Weg der Entwicklung, kurze Zeit bis zur Umsetzung, 26 (29).

⁷⁷ Wasserstoff – DIHK-Faktenpapier, Link wie oben, 6.

⁷⁸ Wasserstoff – DIHK-Faktenpapier, Link wie oben, 6.

⁷⁹ Weiler, Deutschland setzt auf Wasserstoff, 52 (53).

⁸⁰ Nationale Wasserstoffstrategie, Link wie oben, 29; ebenfalls Katz, Der Wasserstoff, aus dem die Träume sind, 26 (27).

⁸¹ Eine kleine Wasserstoff-Farbenlehre, Bundesministerium für Bildung und Forschung, https://www.bmbf.de/bmbf/shareddocs/kurzmeldungen/de/eine-kleine-wasserstoff-farbenlehre, Aufruf am 29.07.2021, 13:34 Uhr.

⁸² Die Farben des Wasserstoffs, https://h2-news.eu/energieversorgung/die-farben-des-wasserstoffs/, Aufruf am 29.07.2021, 13:40 Uhr.

⁸³ Die Farben des Wasserstoffs, Link wie oben.

⁸⁴ Buchmüller, Baustellen auf dem Weg zur Wasserstoffwirtschaft, 195 (195).

⁸⁵ Langstädtler, Wasserstoffinfrastrukturgesetz?, 203 (203).

⁸⁶ Engl. Proton Exchange Membrane.

⁸⁷ Wasserstoff – DIHK-Faktenpapier, Link wie oben, 5.

⁸⁸ Kruse/Wedemeier, Potenzial grüner Wasserstoff: langer Weg der Entwicklung, kurze Zeit bis zur Umsetzung, 26 (29).

⁸⁹ Wasserstoff – DIHK-Faktenpapier, Link wie oben, 5.

⁹⁰ Mortimer/Müller, Das Basiswissen der Chemie, 23.2.1, 369.

⁹¹ Buchmüller, Baustellen auf dem Weg zur Wasserstoffwirtschaft, 195 (196).

⁹² Langstädtler, Wasserstoffinfrastrukturgesetz?, 203 (203).

⁹³ Langstädtler, Wasserstoffinfrastrukturgesetz?, 203 (203).

⁹⁴ Wasserstoff – DIHK-Faktenpapier, Link wie oben, 19; ebenso Held, Wasserstoff als Schlüsselelement der Energiewende, 145 (146).

⁹⁵ Langstädtler, Wasserstoffinfrastrukturgesetz?, 203 (203).

⁹⁶ Wasserstoff – DIHK-Faktenpapier, Link wie oben, 6.

⁹⁷ Buchmüller, Baustellen auf dem Weg zur Wasserstoffwirtschaft, 195 (196).

⁹⁸ Buchmüller, Baustellen auf dem Weg zur Wasserstoffwirtschaft, 195 (196).

⁹⁹ Borning, NWS – Passende Regulierung?, 135 (137).

¹⁰⁰ Lamprecht/Czakainski, Welche Preissignale braucht der „Green Deal“, 45 (48).

¹⁰¹ Abrufbar unter https://maps.iee.fraunhofer.de/ptx-atlas/, Aufruf am 07.08.2021, 14:18 Uhr.

¹⁰² Power-to-X-Atlas, https://www.eniq.fraunhofer.de/de/veranstaltungen0/power-to-x.html, Aufruf am 27.05.2021, 11:04 Uhr.

¹⁰³ Wiedemann, Energate, Tagesversion 26.05.2021, zu finden unter https://www.energate.de/medien/energate-messenger.html, Aufruf am 05.08.2021, 13:08 Uhr, 6.

¹⁰⁴ Wiedemann, Energate, Tagesversion 26.05.2021, Link wie oben, 6.

¹⁰⁵ Vgl. Van de Graaf/Overland/Scholten/Westphal, The new oil? The geopolitics and international governance of hydrogen, 1 (2).

¹⁰⁶ Kruse/Wedemeier, Potenzial grüner Wasserstoff: langer Weg der Entwicklung, kurze Zeit bis zur Umsetzung, 26 (29).

¹⁰⁷ Borning, NWS – Passende Regulierung?, 135 (137).

¹⁰⁸ Katz, Der Wasserstoff, aus dem die Träume sind, 26 (27).

¹⁰⁹ Zitat von Dr. Christian Hampel auf der Tagung „Ein Rechtsrahmen für die Wasserstoffwirtschaft“ des Instituts für Berg- und Energierechts der Ruhr Universität Bochum, 19./20.05.2021.

¹¹⁰ Sieberg/Cesarano, Rechtsrahmen für eine Wasserstoffwirtschaft, 230 (231).

¹¹¹ Ahlfs/Goudz/Streichfuss, Die Brennstoffzelle, 7.

¹¹² Engl. Stack übersetzt stapeln.

¹¹³ Ahlfs/Goudz/Streichfuss, Die Brennstoffzelle, 9.

¹¹⁴ Ahlfs/Goudz/Streichfuss, Die Brennstoffzelle, 9.

¹¹⁵ Ahlfs/Goudz/Streichfuss, Die Brennstoffzelle, 10.

¹¹⁶ Kruse/Wedemeier, Potenzial grüner Wasserstoff: langer Weg der Entwicklung, kurze Zeit bis zur Umsetzung, 26 (29).

¹¹⁷ Kruse/Wedemeier, Potenzial grüner Wasserstoff: langer Weg der Entwicklung, kurze Zeit bis zur Umsetzung, 26 (30).

¹¹⁸ Opel Vivaro-e Hydrogen, https://www.welt.de/motor/news/article231184945/

Ueber-400-Kilometer-emissionsfrei-Opel-Vivaro-e-Hydrogen.html, Aufruf am 18.05.21, 07:31 Uhr.

¹¹⁹ Seit 2020 Ministerin des Ministère de la Transition écologique – Ministerium für den ökologischen Übergang.

¹²⁰ Présentation de la stratégie nationale pour le développement de l’hydrogène décarboné en France zu finden auf dem Internetauftritt des Umwelt- und Finanzministeriums Frankreichs, https://www.economie.gouv.fr/presentation-strategie-nationale-developpement-hydrogene-decarbone-france#, Aufruf am 07.05.2021, 18:07 Uhr.

¹²¹ Frz. Societé par actions simplifée übersetzt vereinfachte Aktiengesellschaft.

¹²² Deutsche Welle (AöR), Das Wasserstoff-Flugzeug nimmt Gestalt an, https://www.dw.com/de/das-flugzeug-mit-wasserstoffantrieb/a-55040747, Aufruf am 07.05.2021, 17:31 Uhr.

¹²³ Pritzsche/Vacha, Energierecht – Einführung und Grundlagen, § 6, Rn. 4.

¹²⁴ Pritzsche/Vacha, Energierecht – Einführung und Grundlagen, § 6, Rn. 4.

¹²⁵ Engl. Exploration and Production übersetzt Erforschung und Herstellung.

¹²⁶ Pritzsche/Vacha, Energierecht – Einführung und Grundlagen, § 6, Rn. 46.

¹²⁷ Pritzsche/Vacha, Energierecht – Einführung und Grundlagen, § 6, Rn. 48.

¹²⁸ Pritzsche/Vacha, Energierecht – Einführung und Grundlagen, § 6, Rn. 52f.

¹²⁹ Pritzsche/Vacha, Energierecht – Einführung und Grundlagen, § 6, Rn. 64ff.

¹³⁰ Pritzsche/Vacha, Energierecht – Einführung und Grundlagen, § 6, Rn. 80.

¹³¹ Pritzsche/Vacha, Energierecht – Einführung und Grundlagen, § 6, Rn. 78, 82.

¹³² Engl. Liquefied Petroleum Gas.

¹³³ Pritzsche/Vacha, Energierecht – Einführung und Grundlagen, § 6, Rn. 89.

¹³⁴ Engl. low calorific gas.

¹³⁵ Engl. high calorific gas.

¹³⁶ Pritzsche/Vacha, Energierecht – Einführung und Grundlagen, § 6, Rn. 5.

¹³⁷ Pritzsche/Vacha, Energierecht – Einführung und Grundlagen, § 6, Rn. 5.

¹³⁸ Legaldefinition gem. § 8 Kooperationsvereinbarung Gas, s. u.

¹³⁹ L-/H-Gas Umstellung, Open Grid Europe (Fernleitungsnetzbetreiber), https://oge.net/de/fuer-kunden/gastransport/marktinformationen/allgemeine-informationen/l-h-gas-umstellung, Aufruf am 21.07.2021, 8:23 Uhr.

¹⁴⁰ Ronnacker, Rechtliche Herausforderungen bei der Umstellung von Gasbezugsquellen und Gasarten, 178 (178).

¹⁴¹ Gesamtbezeichnung: Kooperationsvereinbarung zwischen den Betreibern von in Deutschland gelegenen Gasversorgungsnetzen, in der Änderungsfassung vom 31.03.2021, Inkrafttreten am 01.10.2021.

¹⁴² Ronnacker, Rechtliche Herausforderungen bei der Umstellung von Gasbezugsquellen und Gasarten, 178 (180).

¹⁴³ Van de Graaf/Overland/Scholten/Westphal, The new oil? The geopolitics and international governance of hydrogen, 1 (3).

¹⁴⁴ Wasserstoff – DIHK-Faktenpapier, Link wie oben, 13.

¹⁴⁵ Schmidt, Wasserstofftechnik, 312.

¹⁴⁶ HYPOS:H2-Netz – Ein Wasserstoffdorf für die Forschung, https://www.mitnetz-gas.de/unternehmen/blog/blog/2019/05/16/wasserstoffdorf-ist-in-betrieb---ministerpr%C3%A4sident-dr.-haseloff-besichtigt-anlage-hypos-h2-netz, Aufruf am 29.07.2021, 10:48 Uhr.

¹⁴⁷ Pritzsche/Vacha, Energierecht – Einführung und Grundlagen, § 6, Rn. 168.

¹⁴⁸ Pritzsche/Vacha, Energierecht – Einführung und Grundlagen, § 6, Rn. 171.

¹⁴⁹ Schmidt, Wasserstofftechnik, 312.

¹⁵⁰ Ahlfs/Goudz/Streichfuss, Die Brennstoffzelle, 5.

¹⁵¹ Nationaler Wasserstoffrat, Wasserstofftransport, Link wie oben, 2.

¹⁵² Schmidt, Wasserstofftechnik, 313.

¹⁵³ Schmidt, Wasserstofftechnik, 313.

¹⁵⁴ Schmidt, Wasserstofftechnik, 314.

¹⁵⁵ Schmidt, Wasserstofftechnik, 327.

¹⁵⁶ Nationaler Wasserstoffrat, Wasserstofftransport, Link wie oben, 1.

¹⁵⁷ Ahlfs/Goudz/Streichfuss, Die Brennstoffzelle, 4.

¹⁵⁸ Ahlfs/Goudz/Streichfuss, Die Brennstoffzelle, 5.

¹⁵⁹ Schmidt, Wasserstofftechnik, 332.

¹⁶⁰ Nationaler Wasserstoffrat, Wasserstofftransport, Link wie oben, 1.

¹⁶¹ Nationaler Wasserstoffrat, Wasserstofftransport, Link wie oben, 6.

¹⁶² Gillessen/Cerniauskas/Linßen/Grube/Robinius/Stolten, Umstellung von Erdgaspipelines auf Wasserstoff – eine wirtschaftliche Alternative für Deutschland?, 30 (30).

¹⁶³ Gillessen/Cerniauskas/Linßen/Grube/Robinius/Stolten, Umstellung von Erdgaspipelines auf Wasserstoff – eine wirtschaftliche Alternative für Deutschland?, 30 (33).

¹⁶⁴ Generalzolldirektion , Technische Grundlagen für das Energie- und Stromsteuerrecht, 57.

¹⁶⁵ COM (2020) 301, Eine Wasserstoffstrategie für ein klimaneutrales Europa, 19.

¹⁶⁶ Benrath, Die Verbesserung der Wasserstofftauglichkeit des Erdgasfernleitungsnetzes, 453 (453).

¹⁶⁷ Schmidt, Wasserstofftechnik, 323.

¹⁶⁸ Schmidt, Wasserstofftechnik, 323.

¹⁶⁹ Schmidt, Wasserstofftechnik, 322.

¹⁷⁰ Schmidt, Wasserstofftechnik, 328.

¹⁷¹ Weiler, Wasserstoff - Grundlagenforschung, 58 (58).

¹⁷² Nationaler Wasserstoffrat, Wasserstofftransport, Link wie oben, 2.

¹⁷³ Wasserstoff – DIHK-Faktenpapier, Link wie oben, 13.

¹⁷⁴ Weiler, Deutschland setzt auf Wasserstoff, 52 (54).

¹⁷⁵ Benrath, Die Verbesserung der Wasserstofftauglichkeit des Erdgasfernleitungsnetzes, 453 (453).

¹⁷⁶ Benrath, Die Verbesserung der Wasserstofftauglichkeit des Erdgasfernleitungsnetzes, 453 (459).

¹⁷⁷ Grösch/Horstmann/Müller, Leitungsgebundener Transport von Wasserstoff, 174 (175).

¹⁷⁸ Ahlfs/Goudz/Streichfuss, Die Brennstoffzelle, 3.

¹⁷⁹ Schmiegel, Energiespeicher für die Energiewende, 8ff.

¹⁸⁰ Schmiegel, Energiespeicher für die Energiewende, 211.

¹⁸¹ Schmiegel, Energiespeicher für die Energiewende, 211.

¹⁸² Schmidt, Wasserstofftechnik, 382.

¹⁸³ COM (2020) 301, Eine Wasserstoffstrategie für ein klimaneutrales Europa, 18.

¹⁸⁴ Schmidt, Wasserstofftechnik, 384.

¹⁸⁵ Schmidt, Wasserstofftechnik, 409.