Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IMLVon der Stromerzeugung bis hin zur Verwendung als Treibstoff in Fahrzeugen – die Möglichkeiten, die der Energieträger »Wasserstoff« bietet, sind vielfältig. Deutschland verfolgt das Ziel, eine führende Rolle in der Wasserstoff-Produktion einzunehmen. Dies erfordert internationale Partnerschaften und Lieferketten, die transparent und nachvollziehbar sind. Kurzum: Zusätzlich zur Wasserstoff-Infrastruktur braucht es Technologien wie die Blockchain, um diese Transparenz auch verlässlich und nachvollziehbar zu gewährleisten.
Grüner Wasserstoff ist ein zentraler Schlüssel für die Energiewende – und um eine klimaneutrale Zukunft zu erreichen. Das Molekül H2 ist ein vielseitiger Energieträger, der sich in verschiedenen Anwendungen und Sektoren einsetzen lässt – von der Stromerzeugung bis hin zur Verwendung als Treibstoff in Fahrzeugen. Mit der »Nationalen Wasserstoffstrategie« zeigt die Bunderegierung auf, wie Deutschland mithilfe von grünem Wasserstoff in den Bereichen Industrie, Verkehr und Energie die Wettbewerbsfähigkeit erhalten, die Klimaschutzziele erreichen und neue Märkte erschließen kann. Die Strategie vereint Klima-, Energie-, Industrie- und Innovationspolitik und hat das Ziel, Deutschland zu einer global führenden Position bei der Produktion von Wasserstoff zu verhelfen. Für die breite Verwendung von grünem Wasserstoff unterstützt die Bundesregierung eine schnelle Verbreitung für eine flächendeckende Infrastruktur. Hierfür sind Produktionsstätten zur Elektrolyse zu errichten und die Distributionsinfrastruktur wie Tankstellen, Pipelines und Speichermöglichkeiten zur Nutzung des Energieträgers in unterschiedlichen Sektoren auszubauen. Die Strategie auf Bundesebene findet auch Eingang in die Planungen der Bundesländer. Vor allem für den Industriestandort NRW ergeben sich vielfältige Potenziale im Wasserstoffumfeld. So verfügt NRW zum einen über eine gut ausgebaute Infrastruktur für den Wasserstofftransport. In den zahlreichen Unternehmen aus den Branchen Chemie, Stahl und Maschinenbau lässt sich der Energieträger sowohl als Energiequelle als auch als Rohstoff einsetzen. Zudem könnte der Bau von Elektrolyseuren und weiteren mit Wasserstoff verbundenen Technologien (z. B. Tankbehälter, Ventile, Pipelines etc.) zahlreiche Arbeitsplätze schaffen. Mittlerweile ist die Zahl der Wasserstoffprojekte und -initiativen in NRW in den vergangenen Jahren auf 300 angestiegen. Zu den Initiativen, die den Wasserstoffaufbau in NRW beschleunigen sollen, zählen z. B. H2UB, ProBF, ELEFACT und COSiMa. Auch das Fraunhofer IML plant derzeit mehrere Projekte zur Erschließung von Wasserstoff als Energieträger in industriellen Anwendungsfällen. Da sich die benötigten Mengen an Wasserstoff aus heutiger Sicht jedoch nicht ausschließlich in Deutschland produzieren lassen, unterstützt die Bundesregierung auch auch den Aufbau entsprechender internationaler Wertschöpfungsketten für den Import. Auch das Land NRW arbeitet an einer Importstrategie. »Wir wollen Industriestandort bleiben und dabei klimaneutral werden. Deshalb müssen wir jetzt die entsprechenden politischen und unternehmerischen Weichen stellen. Wichtig ist uns eine Importstruktur, die auf vielen Pfeilern steht. Eine einseitige Abhängigkeit, wie in der Vergangenheit beim Gas, darf es nicht noch einmal geben«, betonte NRWWirtschafts- und Energieministerin Mona Neubaur in einer Pressemitteilung im Januar 2023. Dabei wird die gesamte Wertschöpfungskette betrachtet – von der Erzeugung über den Transport und die Verteilung bis hin zur Nutzung. Dabei sollen Abhängigkeiten vermieden und gleichzeitig vermehrt Wert auf Nachhaltigkeitsziele gelegt werden. Das bedeutet: Auch bei der Vereinbarung der notwendigen internationalen Kooperationen beim Bezug von Wasserstoff aus dem Ausland müssen Politik und Unternehmen darauf achten, die sogenannten ESG-Kriterien in den Produktionsländern einzuhalten. Der nationale Wasserstoffrat merkte dazu bereits im Jahr 2021 in seinem Positionspapier zu »Nachhaltigkeitskriterien für Importprojekte von erneuerbarem Wasserstoff und PtX-Produkten« an: »Gleichwohl ist es notwendig, Kriterien für eine nachhaltige Produktion und Nutzung von Wasserstoff zu formulieren, um sicherzustellen, dass der Beitrag von Wasserstoff zu einem nachhaltigen Wirtschaften nicht anderweitig konterkariert wird. Nachhaltigkeitsfragen in der gesamten Wertschöpfungskette inklusive sozialer Folgen in Produktionsländern sind von enormer Bedeutung, um Integrität und Akzeptanz von Wasserstoff(importen) und Wasserstofftechnologien zu gewährleisten.« Noch vor der Frage nach der Durchsetzbarkeit der eigenen Nachhaltigkeitsmaßstäbe in Drittländern drängt sich dabei die Frage auf, wie deren Einhaltung überhaupt erfasst und eine Rückverfolgbarkeit gewährleistet werden kann. An dieser Stelle leistet die Blockchain-Technologie einen entscheidenden Beitrag zur Energiewende. Durch Erfahrungen in anderen Anwendungsfeldern – wie beispielsweise der automatisierten Vermittlung verfügbarer Produktionskapazitäten mit anschließender Buchung und Bezahlung, der Abbildung von Gefahrguttransporten bis hin zum Datenaustausch in der Zollabwicklung – hat das Fraunhofer IML in diversen Forschungs- und Entwicklungsprojekten gezeigt, wie eine fälschungssichere und durchgehende Erfassung und Verteilung von Informationen auch in internationalen Lieferketten möglich sind. Auf dieser Grundlage konnten die Forschenden zum Beispiel auch Lösungen für die Auftragsverhandlung und Abwicklung von Lohndienstleistungen entwickeln und in der Praxis umsetzen. Darüber hinaus eignet sich die Blockchain-Technologie zur Umsetzung des digitalen Produktpasses, der produktspezifische Informationen von der Rohstoffgewinnung bis hin zum Recycling speichert und den relevanten Nutzergruppen bereitstellt. Dieses umfangreiche Wissen in verschiedenen Anwendungsfeldern und die gewonnenen Erfahrungen lassen sich auch auf die Wasserstoffwirtschaft übertragen. Hier hat die Blockchain-Technologie ebenfalls das Potenzial, zu mehr Sicherheit und Effizienz im Datenaustausch beizutragen und durch Transparenz über Datenursprünge oder eine Änderungsnachverfolgung für das nötige Vertrauen in die Informationsgrundlage zu sorgen. Ihre technologischen Eigenschaften ermöglichen z. B. eine End-to-End-Nachweisführung für grünen Wasserstoff – vom Erzeuger der erneuerbaren Energie bis hin zum Endverbraucher. Auch bei der Herstellung von grünem Stahl lässt sich mithilfe der Blockchain z. B. nachweisen, welche Menge an grünem Wasserstoff eingesetzt wurde – und damit die Frage beantworten, ob es sich tatsächlich um grünen Stahl handelt. Für ein wasserstoffbasiertes (Energie-)Wirtschaftssystem ergeben sich somit große Potenziale durch die lückenlose Verkettung von Informationen aller Akteure der Wasserstoff-Supply-Chain. Die Folge: Die Prozesstransparenz und die Nachverfolgbarkeit durch Dritte werden vom Endkunden bis zu den Aufsichtsbehörden gesteigert. So lassen sich z. B. Nachweise und Zertifikate über die Erzeugung grünen Wasserstoffs und dessen Verwendung in Produktions- und Transportprozessen in Blockchain-Netzwerken sicher hinterlegen. Zudem lassen sich mithilfe von Smart Contracts Zahlungen zwischen Wasserstoffproduzent und Stromversorger automatisieren. Ein Blockchain-Netzwerk »Wasserstoff« eröffnet die technische Grundlage, die vollständige Wasserstoff-Wertschöpfungsketten abzubilden. Diese Wertschöpfungskette weist neben Informationen zum Produkt selbst auch die Einhaltung der geforderten ESGMaßstäbe im Produktionsprozess aus. Ohne ein solches vertrauenswürdiges blockchainbasiertes Wasserstoffnetzwerk zur Führung derartiger Nachweise drohen eine klimaneutrale Importstruktur und eine inländische Produktionslandschaft nicht durchsetzbar zu sein.
