Über 130 Partner, darunter Elektrolyseur-Hersteller, Anlagenbauer, Engineering-Firmen, Edelmetallhersteller, Start-ups sowie Forschungsinstitute und Universitäten, haben seit 2021 im Wasserstoff-Leitprojekt H₂Giga geforscht. Ihr gemeinsames Ziel: die Serienfertigung von Elektrolyseuren. Ihre Ergebnisse haben die Projektbeteiligten nun in der Technologie- und Innovations-Roadmap Elektrolyse zusammenfasst. Sie beschreibt den Status quo der Elektrolyseforschung und der Hochskalierung der Wasserelektrolyse in Deutschland. Die Roadmap zeigt zudem auf, welche Schritte nötig sind, um die serielle Fertigung von Elektrolyseuren weiter zu verbessern. Dabei spielen sowohl verfügbare Materialien und Komponenten als auch automatisierte Produktionsprozesse sowie Fragen der Qualitätssicherung und Betriebsstabilität wichtige Rollen.

„H2Giga hat gezeigt, wie Forschung und Industrie es gemeinsam schaffen können, die Wasserstoffproduktion im Gigawatt-Maßstab zu skalieren. Mit der Technologie- und Innovations-Roadmap Elektrolyse von H2Giga haben wir erstmals einen erkenntnis-basierten Fahrplan für die Weiterentwicklung und Industrialisierung von Elektrolysetechnologien in Deutschland“, sagte Dr. Mihails Kusnezoff vom Fraunhofer IKTS. Dr. Kusnezoff gehörte dem H2Giga-Projekt HTEL-Module – Ready for Gigawatt an.

Roadmap zeigt künftigen Forschungsbedarf

Ebenso beleuchtet die Studie noch offene Fragestellungen. Insbesondere bestimmt sie den Forschungsbedarf, der notwendig ist, um die Elektrolyse-Kapazitäten bis zum Jahr 2030 auf ein Niveau im Gigawatt-Maßstab zu heben. Diese Skalierung ist entscheidend, um die Voraussetzungen für den globalen Hochlauf der Wasserstoffproduktion aus Erneuerbaren Energien zu schaffen und aktiv mitzugestalten. Besonders wichtig wird jetzt die Forschung an großen Stacks und Systemen, denn nicht alle Erkenntnisse aus der Laborzelle sind auf dem industriellen Maßstab übertragbar. Ein Beispiel dafür ist der Einfluss eines netzdienlichen, dynamischen Betriebs auf die Langzeitstabilität.

Die Technologie- und Innovations-Roadmap Elektrolyse liefert außerdem Handlungsempfehlungen, um Deutschlands technologische Vorreiterrolle zu erhalten und auszubauen – von weiteren Forschungsprojekten über Produktions- und Qualitätsstandards bis hin zu industriepolitischen Maßnahmen.

„Die Roadmap ist kein Abschluss, sondern ein Startpunkt für die nächste Phase der Wasserstoffforschung“, sagte Isabel Kundler, Koordinatorin des H2Giga-Projekts „Technologieplattform Elektrolyse“. „Wir haben jetzt Technologien, die in die Umsetzung gehen können, und gemeinsam mit allen H2Giga-Partnern haben wir die wichtigen Forschungsthemen identifiziert, mit denen dieser Prozess unterstützt und begleitet werden soll.“

Expertinnen und Experten diskutieren die Perspektiven

Wo stehen die verschiedenen Elektrolyse-Technologien in Hinblick auf Leistung, Lebensdauer und Größe der Anlagen? Welche Fortschritte gab es in der Materialentwicklung, Skalierung und Fertigungstechnik? Welche politischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen können den Markthochlauf unterstützen? Bei der Vorstellung der Roadmap mit Online-Podiumsdiskussion haben H₂Giga-Expertinnen und -Experten den mehr als 200 Teilnehmenden von den Ergebnissen der Roadmap berichtet. Außerdem haben sie über den Stand der Industrialisierung der Wasserelektrolyse und zukünftige Perspektiven für die einzelnen Technologien diskutiert.

„Die Roadmap zeigt, wie wichtig der enge Austausch zwischen Wissenschaft, Industrie und Politik ist, um die Herausforderungen bei der Entwicklung und Produktion von Elektrolyseuren zu identifizieren und zu lösen und so Innovationen schneller in die Anwendung zu bringen“, betonte Panelteilnehmer Dr. Tom Smolinka, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE. Innerhalb von H2Giga koordinierte er das Projekt PEP.IN.

Die vollständige Technologie- und Innovations-Roadmap Elektrolyse aus dem Leitprojekt H₂Giga steht online zur Verfügung