Die Energiewende gehört zu den großen Herausforderungen der Gesellschaft: Deutschland strebt an, bis zum Jahr 2045 klimaneutral zu werden. Eine Schlüsselrolle spielen dabei Wasserstofftechnologien, denn sie müssen entwickelt und in großem Maßstab marktgängig gemacht werden. Wasserstoff soll die fossilen Brennstoffe großflächig ersetzen, als Speicher für erneuerbare Energien dienen, klimafreundliche Mobilität ermöglichen und die verschiedenen Energiesektoren miteinander koppeln.

Die drei Wasserstoff-Leitprojekte sind ein zentraler Beitrag des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) zur Umsetzung der Nationalen Wasserstoffstrategie. Etwa 740 Millionen Euro möchte das Ministerium bereitstellen, um große Elektrolyseure in die Serienfertigung zu bekommen (H₂-Giga), die Wasserstofferzeugung auf See zu erforschen (H₂-Mare) und Transporttechnologien für Wasserstoff zu etablieren (TransHyDE). In alle drei Projekte bringen Wissenschaftler:innen aus fünf verschiedenen Helmholtz-Zentren ihre Expertise ein. Beteiligt sind das Karlsruher Institut für Technologie (KIT), das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), das Forschungszentrum Jülich, das Helmholtz-Zentrum Hereon und das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf. Insgesamt forschen bei Helmholtz rund 600 Mitarbeiter:innen an zehn Helmholtz-Zentren an den Wasserstofftechnologien der Zukunft. Der Kompetenzatlas Wasserstoff fasst diese umfangreichen Aktivitäten zusammen. Detaillierte Informationen zu den drei Wasserstoffleitprojekten finden sich auf der entsprechenden Website des BMBF.

H₂-Giga: Serielle Produktion von Elektrolyseuren

Das Leitprojekt H₂Giga verschreibt sich der Entwicklung serieller Produktion von Elektrolyseuren. Gemeinsam bringen etablierte Elektrolyseur-Hersteller, Zulieferer aus verschiedenen Technologiebereichen, darunter viele mittelständische und kleine Unternehmen, sowie Forschungseinrichtungen und Universitäten bestehende Elektrolyse-Technologien weiter voran. Geforscht wird an verschiedenen Verfahren, die Wasser mithilfe von erneuerbarem Strom in Wasserstoff und Sauerstoff auftrennen. Von Helmholtz-Seite sind das KIT, das DLR, das Forschungszentrum Jülich und das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf beteiligt.

H₂-Mare: Wasserstoff direkt auf hoher See produzieren

Auf See herrschen sehr gute Bedingungen zur Erzeugung erneuerbaren Stroms. Die direkte Herstellung von Grünem Wasserstoff in Offshore-Anlagen aus Windenergie ohne Netzanbindung kann die Kosten gegenüber der Erzeugung auf Land deutlich senken. Das Leitprojekt H₂-Mare erforscht daher die Offshore-Erzeugung von Grünem Wasserstoff und anderen Power-to-X-Produkten, also verschiedenen Technologien zur Speicherung und anderweitiger Nutzung von Stromüberschüssen aus einem Überangebot variabler erneuerbarer Energien. Wissenschaftler:innen des Helmholtz-Zentrums Hereon, des DLR und des KIT treiben das Projekt mit voran.

TransHyDE: Wasserstoff sicher und zuverlässig transportieren

Die Wasserstoffwirtschaft benötigt als Rückgrat eine geeignete Transport-Infrastruktur.  Zu klären ist, welche Transport-Lösungen geeignet sind, um kurze, mittlere und lange Strecken zu überwinden. TransHyDE will die Wasserstoff-Transporttechnologie in fünf begleitenden Forschungsprojekten und vier Demonstrationsprojekten voranbringen. Dafür werden Wasserstoff-Transportlösungen getestet und bewertet. Als einer der Projektpartner forschen an diesem Thema Helmholtz-Expertinnen und Experten des KIT.