Aktueller Maßnahmenkatalog - Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) Dezember 2021 - NOW GmbH
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Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) Dezember 2021 Aktueller Maßnahmenkatalog
Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie 2
Inhaltsverzeichnis Zusammenfassung 4 Einleitung 7 Kontinuität bei Forschung, Entwicklung und D emonstration 16 Straßenverkehr 18 PKW 19 Busse 20 Nutzfahrzeuge 21 Schiene 23 Luftfahrt 26 Schifffahrt 29 Intralogistik 34 Digitale und kritische Infrastrukturen 37 Wasserstoffinfrastruktur 41 Wasserstoffregionen (HyLand) 46 Komponenten & Systeme 48 Wasserstoffbereitstellung 54 Regulations, Codes & Standards 55 Ausbildung 58 Umsetzung „aus einem Guss“ fortsetzen 60
Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie
Zusammenfassung
Der vorliegende Maßnahmenkatalog
wurde von Industrie- und Wissen-
schaftsvertretern der Wasserstoff- und
Brennstoffzellenbranche im Beirat der
NOW GmbH entwickelt. Er beschreibt
die Ziele und Schwerpunkte der bis
2026 befristeten Fortsetzung des
Nationalen Innovationsprogramms
Wasserstoff- und Brennstoffzellentech-
nologie (NIP 2).
Die deutsche Industrie sieht im Rahmen des NIP 2
Förderbedarfe von insgesamt über 3.700 Mio. € bis 2026
für die Brennstoffzellen- und Wasserstofftechnologie.
1.600 Mio. € für Forschungs-, Entwicklungs- und
Demonstrationsaktivitäten und für die Maßnahmen zur
Marktaktivierung von 2.100 Mio. €
4Zusammenfassung
Ziel ist es, die Wasserstoff- und Brennstoffzellentech- Eine weitere Flankierung der Aktivitäten durch die
nologie in den nächsten Jahren (bis 2026) zur Markt- öffentliche Hand ist hierbei notwendig, um die wissen-
fähigkeit zu bringen. schaftliche und technologische Basis in Deutsch-
land zu stärken, die Risiken der Marktaktivierung zu
Mit der ersten Phase des NIP, dem NIP 1 (2007–2016), minimieren und somit die Voraussetzungen dafür
wurde die technologische Basis geschaffen, um in zu schaffen, dass die Brennstoffzellen- und Wasser-
Deutschland jetzt die industrielle Wertschöpfung der stofftechnologien zur Erreichung der energie- und
Brennstoffzellen- und Wasserstofftechnologie inter- umweltpolitischen Ziele beitragen und den Industrie
national konkurrenzfähig aufzubauen. Eine befristete standort Deutschland in diesem Technologiefeld
Fortsetzung des NIP bis 2026 (NIP 2) unter einem sichern.
gemeinsamen programmatischen Dach ist für die
Marktaktivierung dieser Technologien in Deutsch- Brennstoffzellen- und Wasserstofftechnologien sind
land notwendig. Hierfür planen die Unternehmen der ein wesentlicher Erfolgsfaktor für eine wirtschaft-
unterschiedlichen Branchen Investitionen von meh- lich effiziente Umsetzung der Energiewende. Die
reren Milliarden Euro in den nächsten Jahren. Dabei zeitnahe Integration der Wasserstofftechnologien in
sollte die Fortsetzung der Aktivitäten in der bewährten den Energiemarkt trägt dabei auch zur Versorgungs-
und erfolgreichen Organisationsstruktur der NOW sicherheit bei. Als Bindeglied zwischen mobilen
GmbH erfolgen. und stationären Anwendungen ermöglichen sie die
Erreichung der klimapolitischen Ziele Deutschlands
und Europas – insbesondere im Kontext des Green
Deal¹ sowie der Nationalen Wasserstoffstrategie. Der
Verkehrssektor gilt dabei als Wegbereiter für den
Aufbau einer bedarfsgerechten Wasserstoffinfra-
struktur, wie er von der Richtlinie 2014/94/EU (Richt-
linie über den Aufbau der Infrastruktur für alternative
Kraftstoffe (AFID) der Europäischen Kommissionen
gefordert wird.²
Das bis einschließlich 2016 umgesetzte NIP hat die
Grundlagen dafür geschaffen, dass erste Brennstoff-
zellenprodukte heute marktreif sind und die Planung
und der Aufbau der Wasserstoffinfrastruktur zügig
1 Der European Green Deal (Europäischer Grüner
voranschreiten. Heute stellt das Nachfolgeprogramm
Deal) ist ein von der Europäischen Kommission
am 11. Dezember 2019 vorgestelltes Konzept mit NIP 2 eine der wesentlichen Maßnahmen zur Umset-
dem Ziel, bis 2050 in der Europäischen Union die zung der Nationalen Wasserstoffstrategie dar und
Netto-Emissionen von Treibhausgasen auf null konzentriert sich zunehmend auf die Hochskalierung
zu reduzieren und somit als erster Kontinent
von Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien,
klimaneutral zu werden (european-green-deal-
communication_de.pdf (europa.eu)). die technologische Optimierung sowie die Schließung
noch bestehender Marktlücken.
2F
ür den Aufbau einer Wasserstoff-Versorgungs-
infrastruktur für Brennstoffzellenfahrzeuge hat
die Richtlinie für alle Länder mit einer bestehen-
den Wasserstoff-/Brennstoffzellenstrategie
bereits bis 2019 verbindliche Ziele festgelegt.
5Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie
Fokus des NIP 2 Dabei soll auf bestehende Strukturen in der Industrie
(z. B. Betankungsinfrastruktur, Zuliefererbasis) sowie
Im NIP 2 werden die geplanten Maßnahmen in zwei auf die NOW GmbH als bewährte Instanz für die ganz-
Säulen eingeordnet: heitliche, programmatische Koordination und Umset-
zung aus einer Hand (mit angepassten Zielen sowie
1) Forschung, Entwicklung und Innovation sowie entsprechender Aufgabenstellung und Ausstattung)
2) Marktaktivierung. zurückgegriffen werden.
Die befristete Fortsetzung des NIP 2 soll weiterhin Es ist die Aufgabe des NIP 2, den Beitrag derBrenn–
als gemeinsames Programm von Industrie, Wissen- stoffzellen- und Wasserstofftechnologie zur Erreichung
schaft und öffentlicher Hand erfolgen und die Inves- der klimapolitischen Ziele und zur Erfüllung der
titionen der Industrie sollen durch öffentliche Mittel Anforderungen aus Deutschland und Europa mit den
weiter flankiert werden. Dadurch werden für deutsche sich aus der breiten Markteinführung entwickelnden
Hersteller Lücken entlang der Wertschöpfungsketten Chancen für die deutsche Industrie im internationalen
geschlossen und insbesondere auch kleine und mittel- Wettbewerb planmäßig zu verbinden.
ständische Unternehmen eingebunden.
Während die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten
weiterhin auf Kostenreduktion und Effizienzsteigerung
abzielen, sehen Industrie und Wissenschaft insbeson-
dere folgende Schwerpunkte im Bereich der Markt-
aktivierung:
::: Aufbau einer angebotsorientierten Wasserstoff-
Betankungsinfrastruktur und der damit verbun-
denen nachhaltigen Wasserstoffversorgung im
Kontext der systematischen Verknüpfung mit dem
Energiesystem
::: Brennstoffzellensysteme für den Einsatz in der
nachhaltigen und klimaschonenden Mobilität –
im Straßen- und Schienenverkehr, in der Schiff-
fahrt sowie in der Luftfahrt
::: Stationäre Brennstoffzellen für die sichere Strom-
versorgung digitaler und kritischer Infrastrukturen
und perspektivisch für Haushalte und Industrie als
Kraft-Wärme-Kopplung
::: Spezifische Maßnahmen zur Stärkung der
deutschen Zulieferindustrie
6Einleitung
Einleitung
Das Gelingen der Energiewende
setzt die erfolgreiche Marktein-
führung neuer und effizienter
Energietechnologien und die
systemübergreifende Integration
aller drei Energiesektoren voraus.
Wasserstoff und Brennstoffzellen
sind ein wichtiger Bestandteil
dieses Technologieportfolios.
Wasserstoff und Brennstoffzellen sind ein wichtiger im Güterverkehr auf der Straße, im Wasser oder in
Bestandteil des Technologieportfolios der Energie- der Luft. Wasserstoff und Brennstoffzellen werden
wende. Ihr breites Anwendungsspektrum reicht von zukünftig maßgebliche Beiträge zur Vermeidung von
der effizienten Kraft-Wärme-Kopplung mit hohem Emissionen (CO2, Schadstoffe, Geräusche) leisten
Stromerzeugungsanteil bei der Nutzung von Brenn- sowie signifikant zum Ressourcenschutz beitragen
stoffzellen in der stationären Energieversorgung und damit direkt die Ziele der Energiewende unter-
über die einfache Speicherbarkeit fluktuierender, stützen. Wasserstoff als Kraftstoff kann zudem zur
überschüssiger erneuerbarer Energien in Form von Diversifizierung des Kraftstoffportfolios beitragen und
Wasserstoff bis hin zur Mobilität ohne Emissionen im bei der Erzeugung aus erneuerbaren Energiequellen
Individual- und öffentlichen P
ersonenverkehr sowie den Import von Primärenergieträgern verringern.
7Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie
Das Nationale Innovationsprogramm Wasserstoff- Fortsetzung des NIP unter anderen Vorzeichen:
und Brennstoffzellentechnologie (NIP) wurde in 2007 Marktvorbereitung und Wettbewerbsfähigkeit
für die Marktvorbereitung der Wasserstoff- und
Brennstoffzellentechnologien als 10-Jahres-Pro- Das NIP gilt weltweit als Erfolgsmodell. Im Jahr 2013
grammbegonnen. Durch die koordinierten Aktivitäten haben die Vertreter von Wissenschaft und Industrie im
der angewandten Forschung und Entwicklung sowie Beirat der NOW eine programmatische Fortsetzung
groß angelegter Demonstrationsvorhaben hat sich die des NIP entwickelt, um den beginnenden Markthoch-
Technologie seitdem in Bezug auf Lebensdauer, Zuver- lauf weiter zu beschleunigen und zu gestalten. Die
lässigkeit und Wirtschaftlichkeit erheblich weiter gleichen Vertreter haben nun 2021 die Aktualisierung
entwickelt. Erste Produkte der Heizungsindustrie des Maßnahmenkatalogs vorgenommen. Zum einen
sowie im Bereich der kritischen Stromversorgung gilt es, Kontinuität bei Forschung und Entwicklung
zum Beispiel für den Behördenfunk sind verfügbar; zur weiteren Kostenreduktion sowie zur Schaffung
Brennstoffzellenfahrzeuge samt der dafür erforderli- einer industriellen Basis für die Produktion höherer
chen Wasserstoff-Betankungsinfrastruktur wurden ab Stückzahlen, insbesondere im Bereich der Brennstoff-
2015 in den Markt eingeführt und sind heute bereits in zellen-Zulieferindustrie, sicherzustellen. Zum anderen
kleineren Flotten im Einsatz. Zudem ist es gelungen, bedarf es spezifischer Maßnahmen zur Marktaktivie-
dass Automobil-, Gas- und Mineralölwirtschaft Anfang rung für Brennstoffzellen in mobilen Anwendungen
2015 eine gemeinsame Infrastrukturgesellschaft – die und in der stationären Energieversorgung, insbeson-
H2 Mobility – zum koordinierten Aufbau einer Wasser- dere in der Kraft-Wärme-Kopplung in Haushalten
stoff-Tankstelleninfrastruktur gegründet haben. und in Industrie und Gewerbe sowie in Systemen zur
sicheren Stromversorgung von digitalen und kriti-
Insgesamt wurde die Industrie in Deutschland durch schen Infrastrukturen bis hin zur Wasserstoffproduk-
das NIP ermutigt, Investitionen im Umfang von bis zu tion aus erneuerbaren Energien (Fokus Elektrolyse).
4.500 Mio. € in Forschung und Entwicklung zu tätigen.
Dies hat nicht nur entsprechende hoch qualifizierte Hierzu sehen die beteiligten Industriebranchen einen
Arbeitsplätze gesichert und geschaffen, sondern auch Förderbedarf von insgesamt 3.700 Mio. € in den
zu einem globalen technologischen Wissensvorsprung nächsten Jahren.
in diesem Segment beigetragen. Heute zeichnet sich
eindeutig ab, dass vor dem Hintergrund der Klima- Der Markthochlauf birgt Risiken, die über das übliche
schutzziele und der Veröffentlichung diverser natio- Maß an unternehmerischem Risiko hinausgehen. Um
naler Wasserstoffstrategien auf globaler Ebene die ihn zu flankieren, hatte die Bundesregierung bereits
Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie vor Ende 2013 im Koalitionsvertrag die richtigen Weichen
dem Schritt in die breite Markteinführung steht. Das gestellt:
NIP 2 kann erheblich dazu beitragen, dass die deut-
sche Volkswirtschaft an diesem globalen Markttrend „Die Nationale Organisation Wasserstoff- und Brenn-
maximal partizipiert. stoffzellentechnologie (NOW) wird ab 2016 ihre Arbeit
auf die Implementierung und den Markthochlauf der
Brennstoffzellentechnologie im stationären und mobilen
Bereich konzentrieren.“
Diese Fokussierung wurde im Rahmen der Maß-
nahme 6 der Nationalen Wasserstoffstrategie, die im
Juni 2020 veröffentlicht wurde, weiter manifestiert:
„Die Fördermaßnahmen im Rahmen des Nationalen
Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoff
zellentechnologie (NIP) werden fortgesetzt.“
8Einleitung
Explizit aufgeführt werden: Green Deal hin zur Klimaneutralität zu transformie-
ren. Teil dieser 18 Elemente sind 13 Vorschläge für
„Marktaktivierung zur Unterstützung von Investitionen Verordnungen und Richtlinien, von denen die meisten
in Wasserstoff-Fahrzeuge (leichte und schwere LKW/ einen mittelbaren bis direkten Einfluss auf Wasser-
Nutzfahrzeuge, Busse, Züge, Binnen- und Küstenschiff- stoff- und Brennstoffzellentechnologien haben. Sie
fahrt, PKW in Flottenanwendungen […]. F&E-Aktivitäten werden in den folgenden Jahren verhandelt und ent-
mit dem Ziel, weitere Kostenreduktion zu erreichen […]. sprechend der Ausgestaltung einen erheblichen Ein-
‚HyLand – Wasserstoffregionen in Deutschland‘ als drei- fluss auf den Markthochlauf der Technologien haben.
stufiger Ansatz zur Förderung der Erstellung, Verfeine-
rung und Umsetzung integrierter regionaler Wasser- Um ein ebenes Spielfeld zu schaffen, werden mittels
stoff-Konzepte.“ mehrerer Werkzeuge die konventionellen Kraftstoffe
verteuert. So werden im Rahmen des Europäischen
Diese Planung muss nun konkretisiert und die ent- Emissionshandelssystems in Zukunft neben Ener-
sprechenden Maßnahmen müssen eingeleitet werden. gieerzeugung, Industrie und Luftfahrt auch für den
Schiffsverkehr sowie in einem separaten System für
die CO2-Emissionen im Straßenverkehr und in Gebäu-
Mobilität den Zertifikate gekauft und entwertet werden. Darü-
ber hinaus werden unionsweite Mindeststeuersätze
Für den Verkehrsbereich stellt die Fortsetzung des eingeführt, die die CO2-Emissionen von Kraftstoffen
NIP – neben der Nationalen Wasserstoffstrategie – berücksichtigen und dementsprechend gestaffelt sind.
insbesondere eine wesentliche Säule zur Umsetzung Für erneuerbaren Wasserstoff und seine Derivate
der Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie der Bundesre- ist hierbei immer der niedrigste Mindeststeuersatz
gierung (MKS) dar, die im Juni 2013 vorgestellt wurde: vorgesehen. Somit werden die negativen Externalitä-
ten unionsweit eingepreist und es wird ein wichtiges
„Im Bereich des Pkw- und des Schienenverkehrs werden Preissignal für den Umstieg auf erneuerbare Kraft-
perspektivisch die größten CO2-Einsparpotenziale zu stoffe gesetzt. Inwiefern diese Mindeststeuersätze
finden sein. Eine weitgehende Dekarbonisierung des eine Steuerungswirkung haben und zu einer faireren
öffentlichen Straßenpersonenverkehrs und des MIV³ ist, Bepreisung führen werden, wird von den weiteren Ver-
in Ergänzung zu Maßnahmen am Fahrzeug, technisch handlungen abhängen.
durch den verstärkten Einsatz von Strom und Wasser-
stoff beziehungsweise der Batterie- und Brennstoff Weitere Anreize zur Nutzung von Wasserstoff werden
zellentechnologie und durch die Nutzung von erneuer durch den Vorschlag zur Revision der Erneuerbare-
baren Energiequellen langfristig möglich und zur Energien-Richtlinie gesetzt. So soll es erstmals eine
Erfüllung der Energie- und Klimaziele der Bundesregie- Quote zur Nutzung von erneuerbaren Energien und
rung bis 2050 sogar notwendig.“ von grünem Wasserstoff in der Industrie geben. Wei-
terhin sollen bis 2030 2,6% des in Verkehr gebrachten
Auch die Entwicklung der politischen Vorgaben durch Kraftstoffs Wasserstoff und seine Derivate ausma-
die europäische Umweltpolitik wird in den nächsten chen. Weitere Verordnungen betreffen den Einsatz
Jahren eine konsequente Weiterentwicklung elekt- derartiger Kraftstoffe im Seeverkehr und in der Luft-
risch angetriebener Fahrzeuge erfahren. fahrt. So soll von 2025 bis 2050 ein stetig steigender
Anteil an nachhaltigen Flugkraftstoffen Verwendung
Um die EU-Klimaschutzziele 2030 zu erreichen, hat finden, während die Treibhausgasintensität von
die Europäische Kommission am 14. Juli 2021 das Schiffskraftstoffen bis 2050 um 75 % zu mindern ist.
sogenannte „Fit for 55“-Paket vorgestellt. Es enthält Diese Vorgaben werden lediglich unter Einsatz von
18 Elemente, die dabei helfen sollen, das neue Klima- kohlenstoffarmem oder -freiem Wasserstoff zu erfül-
ziel von 55 % Treibhausgaseinsparungen bis 2030 zu len sein.
erfüllen und die europäische Wirtschaft gemäß dem
3 MIV = Motorisierter Individualverkehr 9Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie
Als Teil des „Fit for 55“-Pakets wird es für die Mit- Aufbau einer nationalen Wertschöpfungskette
gliedsstaaten darüber hinaus zur Verpflichtung, bis
Ende 2030 Wasserstoff-Betankungsinfrastruktur für Die für das NIP 2 vorgeschlagenen Einzelmaßnahmen
den Straßenverkehr aufzubauen. Ziel ist es, euro- unterstützen die Erhaltung und Schaffung von Arbeits-
paweit ein leistungsfähiges Basisnetz zu schaffen, plätzen in Deutschland basierend auf einem hervor-
um die Wasserstoffmobilität in der gesamten EU zu ragenden, international wettbewerbsfähigen Stand der
ermöglichen. Fahrzeugseitig schlägt die Kommis- Technik. Zusätzlich sollen durch flankierende Förder-
sion in Bezug auf Personenkraftwagen und leichte maßnahmen die Investitionsrisiken insbesondere für
Nutzfahrzeuge vor, ab 2035 lediglich Nullemissions- die Zulieferindustrie in einem entstehenden, noch
fahrzeuge in Europa zuzulassen. Dies dürfte der unsicheren Markt abgemildert werden, da speziell
Brennstoffzellenmobilität einen zusätzlichen Schub kleine und mittelständische Unternehmen (KMU)
verleihen. mehr als die Hälfte der Wertschöpfung leisten. Der
Aufbau einer durchgängigen Kette von Zulieferstruk-
Dieses Bündel aus Anreizen und ordnungspolitischen turen sowie der notwendigen Energieinfrastruktur
Maßnahmen lässt erkennen, dass die elementare erfordert gemeinsame Anstrengungen der öffent-
Wichtigkeit von Wasserstoff für die Energiewende über lichen und der privaten Hand, um die bestehenden
alle Sektoren hinweg in der EU erkannt wurde. Nun Entwicklungs- und Marktrisiken zu mindern.
kommt es auf die Ausgestaltung dieser ambitionierten
Vorschläge in den weiteren Verhandlungen und auf die Die Fortführung des Nationalen Innovationspro-
Umsetzung im nächsten Jahrzehnt an. gramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechno-
logie im NIP 2 dient einerseits der Kontinuität von
Zielen und Strukturen und passt diese andererseits
Stationäre Anwendungen an die aktuellen Notwendigkeiten an. Im Anschluss
an die bereits erreichten Erfolge bei der technischen
Auch stationäre Brennstoffzellen zur hocheffizienten Optimierung rückt nun die Marktaktivierung für
gekoppelten Bereitstellung von Strom und Wärme sind Brennstoffzellen- und Wasserstofftechnologien in ver-
eine Schlüsseltechnologie zur Erreichung der Vor- schiedenen Segmenten – mobil und stationär – unter
gaben der europäischen Politik. Aufgrund ihrer hohen Berücksichtigung industrieller, klimapolitischer und
Wirkungsgrade (Strom 60 %, inklusive Wärme 85 %) volkswirtschaftlicher Aspekte deutlich in den Mittel-
erfüllen sie auch die Anforderungen an die Gebäude- punkt.
energieeffizienz (EnEV/GEG). Zusätzlich gelten sie mit
ihrer betrieblichen Flexibilität und ihrem Einsatz in
der dezentralen Energieversorgung als ideale Bau-
steine künftiger Energieversorgung auf Basis von
Erdgas/Biogas und perspektivisch vor allem auch von
Wasserstoff. Viele Systeme sind heute von Natur aus
schon „H2-ready“.
Weiterhin eignet sich die Brennstoffzellentechnologie
für den Einsatz in Notstrom- und Netzersatzanlagen,
insbesondere zur Absicherung digitaler und kritischer
Infrastrukturen. Dazu gehören unter anderem die
Bereiche Elektrizität, Gas, Wasser, Informationstechnik
und Telekommunikation sowie der Bereich Notfall-/
Rettungswesen einschließlich Katastrophenschutz und
BOS-Digitalfunk. Durch die Nutzung wasserstoffba-
sierter Energieträger ist die Brennstoffzellentechno-
logie ein elementarer Bestandteil einer redundanten
und somit abgesicherten Energieversorgung.
10Einleitung
Nationales Innovations Das Innovationscluster e4ships hat zum Ziel, die
Energieversorgung an Bord großer Schiffe deutlich zu
programm Wasserstoff- verbessern. Dazu arbeiten namhafte deutsche Werften
und Brennstoffzellentech- und Reedereien, führende Hersteller von Brennstoff-
zellen, Hochschulen und Verbände sowie Klassifika-
nologie (NIP 2) tionsgesellschaften zusammen.
Die Partner im Clean Intralogistics Net (CIN) haben
sich den Durchbruch einer grünen Intralogistik mit
NIP 2 – Fortsetzung eines Erfolgsmodells Wasserstoff zum Ziel gesetzt. Gemeinsam treiben sie
die Marktaktivierung von mit Brennstoffzellen betrie-
Seit 2017 und damit seit Beginn der Phase 2 des NIP benen Flurförderzeugen für Produktion und Logistik
sind aus Mitteln des Bundesministeriums für Verkehr sowie von Fahrzeugen des Flughafenvorfelds inklusive
und digitale Infrastruktur (BMVI) sowie des Bundes- der dazugehörigen Wasserstoffinfrastruktur voran.
ministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) mehr
als 250 Projekte mit ca. 330 beteiligten Unternehmen In vielen Projekten ist die Wissenschaft durch Hoch-
und wissenschaftlichen Organisationen umgesetzt schulen und Forschungseinrichtungen eingebunden.
worden bzw. befinden sich in der Umsetzung. In den Dies sind zum Beispiel das Deutsche Zentrum für
vier großen Leuchttürmen des Programms konnte die Luft- und Raumfahrt (DLR), die Fraunhofer-Gesell-
technische Reife beispielsweise von Brennstoffzellen- schaft mit mehreren Instituten, das Forschungszen-
fahrzeugen, Brennstoffzellenheizgeräten und Syste- trum Jülich, das Zentrum für Sonnenenergie- und
men zur Notstromversorgung (z. B. für den Behörden- Wasserstoff-Forschung (ZSW) und das Zentrum für
funk) im Alltag nachgewiesen werden. Brennstoffzellen-Technik (ZBT) sowie zahlreiche deut-
sche Universitäten und Hochschulen, um nur einige zu
Im Leuchtturm Clean Energy Partnership (CEP) enga- nennen.
gieren sich gemeinsam Automobilindustrie (AUDI,
BMW, Daimler, Honda, Hyundai, Toyota), Betreiber/ Auch innerhalb von Europa und global muss Deutsch-
Anwender (GP Joule, H2 Mobility, Infraserv), Mineralöl- land der Rolle als Vorbereiter für eine Wasserstoff-
industrie (Shell, OMV, TotalEnergies), Gasindustrie (Air wirtschaft gerecht werden. Als wichtigste Partner sind
Liquide, Linde, Westfalen), Energieversorger (EWE) hier das europäische Gemeinschaftsunternehmen
und Zulieferer (Cryomotive, faurecia). Zusammen für Brennstoffzellen und Wasserstoff (FCH JU, ab
demonstrieren sie die sichere Nutzung von Brenn- 2023 Clean Hydrogen Joint Undertaking), die USA und
stoffzellenfahrzeugen und ihre Betankung innerhalb Japan zu nennen, mit denen vielfältige Schnittstellen
weniger Minuten. und Kooperationen bestehen. Mit dem FCH JU besteht
ein ständiger Dialog zu Aufrufen und zur Einbindung
Clean Power Net (CPN) ist ein offener, bundesweiter anderer europäischer Partnerschaften, deren wasser
und branchenübergreifender Zusammenschluss von stoffbezogene Aktivitäten von dem neuen Clean
aktuell 19 Unternehmen entlang der gesamten Wert- Hydrogen Joint Undertaking mit koordiniert werden
schöpfungskette. Hersteller und Anwender arbeiten sollen. Austausch mit den USA findet insbesondere
zusammen, um eine klimaschonende, effizientere und im Rahmen der Mission „Innovation Hydrogen“ und
somit intelligentere Energieversorgung für Industrie- der „Annual Merit Review“ des Department of Energy
anwender zu realisieren. statt. In Japan besteht ein „Memorandum of Under-
standing“ mit der New Energy and Industrial Technol-
ogy Development Organization (NEDO) und es findet
ein unregelmäßiger Austausch statt.
11Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie
NIP 2 ::: Nachhaltige Mobilität
: Wasserstoff-Betankungsinfrastruktur
Die Ergebnisse des auf die Marktvorbereitung aus- : Brennstoffzellenfahrzeuge (insbesondere aus den
gelegten NIP zeigen, dass die Brennstoffzellen- und Anwendungsbereichen des Straßen- und Schienen-
Wasserstofftechnologie das Potenzial hat, einen ent- verkehrs, der Schifffahrt sowie der Intralogistik)
scheidenden Beitrag zu einem nachhaltigen integ-
rierten Energiesystem der Sektoren Strom, Wärme ::: Wasserstofferzeugung aus erneuerbaren Energien
und Verkehr zu leisten. Sie ist anwenderfreundlich, und zur systemübergreifenden Integration der
ressourcenschonend, wartungsarm und damit robust Energiesektoren
sowie einfach handhabbar. Die Maßnahmen zur : Elektrolyse / strombasierte Kraftstoffe
Fortsetzung des NIP haben zum Ziel, in Deutschland : Abfall- und Nicht-Nahrungsbiomasse
Rahmenbedingungen zu schaffen, die den kommer-
ziellen Einsatz dieser Technologie ermöglichen. Dabei ::: Hocheffiziente dezentrale Stromerzeugung bzw.
fokussieren sich die Aktivitäten des NIP 2 auf die Kraft-Wärme-Kopplung
bewährten zwei Aspekte : Brennstoffzellen für Hausenergieversorgung und
Industrie
1) „Forschung und Entwicklung“ sowie : Sichere Stromversorgung digitaler und kritischer
2) „Marktaktivierung“. Infrastrukturen
Während die F&E-Maßnahmen auf die Verbesserung ::: Wertschöpfung in Deutschland
der material-, verfahrens- und fertigungstechnischen : Führende deutsche Industrieunternehmen
Grundlagen als Basis für die erforderliche Kosten- : Zulieferindustrie
reduktion abzielen, hat die Marktaktivierung die
Kompetenzentwicklung der deutschen Industrie bei Die auf Basis der im Strategiepapier des NOW-Beirats
der Entwicklung wettbewerbsfähiger Produkte sowie aus dem Jahr 2013 formulierten Schwerpunkte
die Entwicklung der Nachfrageseite im Blick. wurden in dem Dokument aus dem Jahr 2015 nach Art
und Umfang der Maßnahmen konkretisiert, um einen
Die Förderung durch das NIP 2 fokussierte sich auf lückenlosen Anschluss an das laufende Programm
vier Themenbereiche (mit sechs Unterthemen), in zu gewährleisten und die bisher erzielten Erfolge auf
denen die deutsche Industrie bereits heute am stärks- dem Weg zu einer wettbewerbsfähigen Teilnahme am
ten in den Markthochlauf investiert. Ergänzt wird internationalen Markt nachhaltig zu sichern und in
das NIP 2 mittlerweile und zukünftig durch weitere industrielles Wachstum umzusetzen. Im Kontext der
(teils technologieübergreifende) Förderrichtlinien für Veröffentlichung der Nationalen Wasserstoffstrategie
Forschungs- und Entwicklungsmaßnahmen sowie im Jahr 2020 sowie der stark fortgeschrittenen Ent-
die Beschaffung von Fahrzeugen, Infrastruktur und wicklungen in der Wasserstoff- und Brennstoffzellen-
Erzeugungsanlagen – unter anderem im Kontext der industrie wird der Maßnahmenkatalog aus dem Jahr
Nationalen Wasserstoffstrategie. Die folgende Struk- 2015 aktualisiert und angepasst.
tur spiegelt damit die Schwerpunkte zur Marktakti-
vierung für Wasserstoff- und Brennstoffzellenanwen-
dungen auf Basis des laufenden Engagements und der
Ziele der Industrie wider:
12Einleitung
Programm gemeinsam fortsetzen
Im NIP arbeiten Industriepartner aller Größen und
Branchen sowie Akteure der öffentlichen Hand aus
Bund und Ländern übergreifend zusammen. Das
hat in Deutschland bei der BZ&H2-Technologie
entwicklung zu programmatischer Kohärenz und
inhaltlicher Konsistenz beigetragen. Mit der Koor-
dination durch die Nationale Organisation Wasser-
stoff- und Brennstoffzellentechnologie GmbH (NOW)
ist sichergestellt, dass die öffentlichen Mittel mit den
Schwerpunkten angewandte Forschung und Entwick-
lung sowie Erprobung von Systemen im Alltag effektiv
eingesetzt werden. Zusätzlich gilt es nun, auch die
Maßnahmen zur Marktaktivierung gemeinsam weiter
umzusetzen. Die bewährten Strukturen sollen mit
angepasster Aufgabenstellung und Ausstattung fort-
gesetzt werden.
NIP 2 – Investitionsrahmen
Die deutsche Industrie sieht im Rahmen des NIP
2 Förderbedarfe von insgesamt über 3.700 Mio. €
für die Brennstoffzellen- und Wasserstofftechno-
logie. Dies beinhaltet ebenso die Weiterentwicklung
von Forschungs- und Entwicklungskapazitäten in
Deutschland wie die Finanzierung der für die Produkt
einführung notwendigen Maßnahmen wie zum
Beispiel im Bereich der Zulieferindustrie oder der
Fertigungskapazitäten.
Als Förderung für Forschungs-, Entwicklungs- und
Demonstrationsaktivitäten wird ein Bedarf von
ca. 1.600 Mio. € bis 2026 einschließlich als notwendig
erachtet.
Die Maßnahmen zur Marktaktivierung sind spezifisch
für die einzelnen Märkte und Anwendungen als zeit-
lich begrenzte und degressiv gestaltete Investitions-
unterstützung vorzusehen und erfolgen zukünftig
ergänzend zum NIP 2 über weitere (teils technologie-
übergreifende) Förderrichtlinien und -töpfe. Kumuliert
ergibt sich damit für die Maßnahmen zur Marktakti
vierung ein Förderbedarf von rund 2.100 Mio. € bis
2026 einschließlich.
13Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie
Einbindung der NIP- Eine Einbindung der nationalen Aktivitäten im Rahmen
des NIP 2 in die europäischen Aktivitäten und ihre
Aktivitäten in die weiteren Koordinierung können diesen Effekt zusätzlich ver-
Maßnahmen der Natio stärken. Dies bezieht sich aktuell hauptsächlich auf
die Hydrogen-Valley-Maßnahmen der EU-Kommis-
nalen Wasserstoffstrate- sion, aber auch auf weitere Maßnahmen, beispiels-
weise im Rahmen der IPCEI-Projekte.
gie sowie den internatio- Während mit den genannten Maßnahmen zunächst
nalen Kontext eine nationale und regionale Marktaktivierung ver-
folgt wird, kann durch zukünftige Abstimmung und
Koordinierung die gesamte europäische Wasserstoff-
Mit der ersten Phase des NIP wurden wichtige wirtschaft unterstützt werden. Im Verkehrsbereich
Grundlagen für einen nationalen Wasserstoffmarkt bezieht sich dies vorrangig auf grenzüberschreitende
gelegt, die durch das NIP 2 ausgebaut und fortgeführt Verkehrsleistungen beispielsweise im öffentlichen
werden. Damit ist das NIP 2 ein wichtiges Element Personennahverkehr (ÖPNV), im Schienenpersonen-
der Nationalen Wasserstoffstrategie der Bundesre- nahverkehr (SPNV) und im Logistikbereich. Die Maß-
gierung. Es sollte daher sichergestellt sein, dass das nahmen zur nationalen Marktaktivierung der Wasser-
NIP 2 in der Umsetzung in den Gesamtkontext der stoffanwendungen sollten zudem im Einklang mit
Nationalen Wasserstoffstrategie eingebunden und der europäischen Regulatorik und den europäischen
damit abgestimmt bleibt. Dies bezieht sich insbeson- Zielen stehen. Mit der AFID (Richtlinie über den Auf-
dere auf die Maßnahmen zur marktnahen Umsetzung bau der Infrastruktur für alternative Kraftstoffe) steht
von integrierten Projekten mit Einbezug von verschie- beispielsweise ein regulatives Instrument für einen
denen Sektoren. europäischen Infrastrukturaufbau zur Verfügung, das
als Grundlage für den Aufbau europäischer Verkehrs-
Aktuell betrifft dies vorrangig die Reallabore und die anwendungen im Wasserstoffbereich dient. Auch
„Important Projects of Common European Interest“ die Korridore von TEN-T (Trans European Transport
(IPCEI), kann sich aber zukünftig auch auf weitere Network) können beim Aufbau einer europäischen Inf-
Maßnahmen beziehen. Oftmals ist in den genannten rastruktur für Wasserstoffmobilität für verschiedene
Projekten keine direkte Investitionsförderung für die Verkehrsträger eine sinnvolle Grundlage bieten.
Beschaffung von Fahrzeugen und Tankstelleninfra-
struktur vorgesehen. Hier können in Kombination mit Die koordinierte Einbindung von Maßnahmen in die
den Marktprogrammen des NIP 2 sinnvolle Synergien übergeordneten Kontexte auf nationaler, europäischer
geschaffen werden. Damit kann zielgerichtet eine und internationaler Ebene ist ein wichtiger Schritt, um
Nachfrage für grünen Wasserstoff im Verkehrssektor das Entstehen einer internationalen Wasserstoffwirt-
geschaffen werden, der den Aufbau einer Wasserstoff- schaft zu unterstützen. Auf nationaler Ebene besteht
versorgung maßgeblich unterstützen kann. Insbe- zudem die Koordinierung der Maßnahmen des NIP 2
sondere die Kombination aus Infrastrukturen für den mit weiteren Maßnahmen der Nationalen Wasserstoff-
Transport und die Speicherung von Wasserstoff, der strategie (NWS). Diese adressiert neben dem nationa-
großskaligen Wasserstoffproduktion für Industrie und len und dem europäischen Markt auch den internatio-
Verkehr sowie der Einbindung von Tankstelleninfra- nalen Markt.
strukturen wird zu gegenseitigen Synergien führen.
14Einleitung
Im internationalen Umfeld können Maßnahmen projekte angereizt und zudem sinnvolle Synergien
anwendungsspezifisch sein oder sich auf über- gehoben werden. Mit der Hydrogen Initiative des Clean
geordnete Maßnahmen – beispielsweise in Bezug Energy Ministerial (CEM) kann die Einbindung auf der
auf Regulatorik oder Standardisierung – beziehen. Ebene von ersten marktnahen Großprojekten statt-
Anwendungsspezifische Maßnahmen im Verkehrsbe- finden und Rahmenbedingungen, beispielsweise bei
reich sind vorrangig die Kraftstoffbeschaffung in Form relevanten Regelwerken und Förderprogrammen, kön-
von grünem Wasserstoff oder seinen Folgeprodukten nen international abgestimmt werden. Abschließend
wie Methanol oder weiteren synthetischen Flüssig- kann das IEA Technology Collaboration Programme4
kraftstoffen, der internationale Seeverkehr und der für eine Vernetzung der Forschungsaktivitäten sorgen.
internationale Flugverkehr. Auch wenn hier über das
NIP 2 keine direkten Fördermaßnahmen für die Markt- Insgesamt ist für den gesamtheitlichen internationa-
aktivierung oder F&E-Aktivitäten möglich sind, ist eine len Markthochlauf, aber auch für den industriepoliti-
Koordinierung und Abstimmung der nationalen Maß- schen Aspekt des Technologieexports die Präsenz der
nahmen dennoch sinnvoll und zielführend. deutschen Akteure und Aktivitäten unerlässlich.
Die Koordinierung und Einbindung von nationalen
Aktivitäten kann beispielsweise über internationale
multilaterale Partnerschaften erfolgen. Hier kommt
der „International Partnership for Hydrogen in the
Economy“ (IPHE) eine wichtige Rolle zu, da sie im
Gegensatz zu anderen Regierungsorganisationen wie
der IEA (International Energy Agency) oder der IRENA
(International Renewable Energy Agency) ausschließ-
lich auf den Markthochlauf der Wasserstofftechno
logien fokussiert.
Mit dem Hydrogen Energy Ministerial besteht zudem
die Möglichkeit, relevante Themen auf höchster
politischer Ebene zu platzieren. Durch die aktive Mit-
arbeit kann nicht nur eine zielgerichtete Abstimmung
mit den Partnerländern erfolgen, sondern auch ein
effektives internationales Monitoring. Zudem können
die nationalen Aktivitäten auf internationaler Ebene
platziert werden, wodurch für eine internationale
Sichtbarkeit der Aktivitäten und der gesamten Techno-
logie gesorgt wird.
Mit der Einbindung in die Mission Innovation 2.0
und die Mission Hydrogen, die im Juni 2021 gestar-
tet wurde, kann auf der Ebene von großskaligen
F&E-Projekten bzw. sogenannten Hydrogen Valleys
eine Koordinierung und Abstimmung erfolgen. Durch
die Vernetzung können internationale Kooperations-
4 https://www.iea.org/programmes/
technology-collaboration-programme
15Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie
Kontinuität bei
Forschung, Entwicklung
und Demonstration
In der ersten Phase des NIP
(2006–2016) wurden die Alltags-
tauglichkeit und die grundsätzliche
Marktfähigkeit von Wasserstoff-
und Brennstoffzellentechnologien
erfolgreich nachgewiesen.
16Kontinuität bei Forschung, Entwicklung und Demonstration
Dabei wurden auch die Technologiepotenziale im Der Maßnahmenkatalog zum laufenden NIP beinhaltet
Hinblick auf ihren Beitrag zur Energie- und Ressour- ein Arbeitsprogramm mit den folgenden Programm-
ceneffizienz, zur Nutzung erneuerbarer Energien bereichen:
sowie zum Umwelt- und Klimaschutz aufgezeigt.
Beispiele hierfür sind der lokal emissionsfreie Ein- ::: Verkehr (inklusive Wasserstoffinfrastruktur und
satz von Brennstoffzellenfahrzeugen, die Herstellung Logistik)
von Wasserstoff aus erneuerbaren Energien oder die
nachweisliche CO2-Reduktion um mehr als 50 % beim ::: Wasserstoffproduktion
Einsatz von Brennstoffzellensystemen für die Ver-
sorgung von Gebäuden mit Strom und Wärme (Kraft- ::: Stationäre Energieversorgung (Hausenergie
Wärme-Kopplung)5. versorgung, Stromversorgung für digitale und
kritische Infrastrukturen, Industrie- / Gewerbe
Die meisten Hersteller von Wasserstoff- und Brenn- anwendungen)
stoffzellenprodukten haben das Forschungs- und
Entwicklungsstadium abgeschlossen und optimieren ::: Querschnittsaufgaben (Synergien aus der gleich-
ihre Anwendungen in Demonstrationsprojekten. Erste zeitigen Bedienung mehrerer Märkte)
deutsche Hersteller bieten alltagstaugliche Produkte
an. Jedoch stehen alle vor der gemeinsamen Aufgabe,
die deutsche (Zuliefer-)Industrie durch eine kontinu- In der Forschung und Entwicklung sollen diese Berei-
ierliche Weiterentwicklung von Produkten, Subsyste- che mit aktualisierten Inhalten und neu priorisierten
men und Komponenten entlang der Wertschöpfungs- Aufgaben weiter Gültigkeit behalten. Schwerpunkte
ketten am deutschen Markt und an internationalen ergeben sich insbesondere an solchen Stellen, an
Märkten erfolgreich zu etablieren. Wesentliche denen die Demonstrationsprojekte noch Weiterent-
Hürden sind neben zu verbessernden Materialien, wicklungsbedarf aufgezeigt haben.
Leistungsdichten und Langzeitstabilitäten die Kosten-
senkung von Brennstoffzellen und Gesamtsystemen Obwohl die Basistechnologien (Brennstoffzelle und
sowie insbesondere die Vorbereitung auf eine effizi- Subsysteme, Wasserstoffverbrennung, Wasserstoff-
ente und damit kostengünstige Serienfertigung für herstellung und Herstellung alternativer Brennstoffe
große Stückzahlen. auf Basis von Wasserstoff, Wasserstoffinfrastruktur)
grundsätzlich beherrscht werden, gilt es, neben der
Schwerpunktsetzung auf die anwendungsnahe For-
schung und Demonstration, die Grundlagenforschung
enger in das Gesamtkonzept einzubinden und für
besonders kostenrelevante Aspekte zu forcieren (z. B.
Einsatz von Katalysatormaterialien in Brennstoffzellen
und Elektrolyseuren). Sie sollte sich insbesondere mit
der Entwicklung innovativer Materialien und Prozesse
befassen.
Die folgenden Unterkapitel zeigen die Fördermittel
bedarfe der Programmbereiche auf.
5 https://gas.info/die-initiative-
zukunft-gas/plattformen-zukunft-
gas/initiative-brennstoffzelle
17Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie Straßenverkehr Die Verkehrswende muss sich in erster Linie auf die Es ist davon auszugehen, dass Brennstoffzellenfahr- Elektrifizierung der Antriebe konzentrieren. Damit zeuge über die zunehmende Industrialisierung und die dies über alle Fahrzeuganwendungen und Segmente daraus entstehenden Skaleneffekte immer kosten- hinweg gelingen kann, braucht es eine sinnvolle Kom- günstiger hergestellt werden können und die Mehr- bination aus Batterie- und Brennstoffzellentechnolo- kosten gegenüber den etablierten Technologien somit gie. Denn: Batterie und Brennstoffzelle schließen sich sinken. Der Förderbedarf pro Fahrzeug wird daher nicht aus, sie ergänzen sich. Mit dieser Kombination sukzessive abnehmen. Für einige Fahrzeuganwendun- kann für das Gesamtsystem eine optimale energeti- gen im Straßenverkehr wird eine Kostenparität bereits sche und wirtschaftliche Lösung gefunden werden. ab 2030 erwartet. Neben der Vermeidung von schädlichen Emissionen und Lärm besteht im ÖPNV beispielsweise der Vorteil, dass sich durch den Einsatz von Brennstoffzellen in Bussen nahezu keine Einschränkungen im Betriebs- ablauf ergeben. Mit Brennstoffzellen betriebene Busse haben mit aktuell 350 km eine ähnliche Reichweite und Betankungszeit wie konventionelle Dieselbusse. Zudem lassen sie sich flexibel auf allen Linien einset- zen, ohne dabei auf zusätzliche Nachladeinfrastruktur angewiesen zu sein. Auch der Individualverkehr spielt im täglichen Leben für Millionen von Menschen heute und in Zukunft eine entscheidende Rolle. Wenn dabei die Themen Reichweite und Ladeinfrastruktur mitge- dacht werden, ergibt sich eine Koexistenz von Brenn- stoffzelle und Batterie. Neben Pkws und Bussen ist im Rahmen des NIP 2 ein besonderer Fokus auf leichte und schwere Nutzfahr- zeuge zu legen, die aufgrund herausfordernder Anfor- derungen der Logistikbranche hinsichtlich Routen- flexibilität, Nutzlast und Reichweite besonders große Potenziale für Wasserstoff-Brennstoffzellenantriebe mit sich bringen. Das stark gewachsene Interesse an Nutzfahrzeugen spielt daher heute auch im Hinblick auf den bedarfsgerechten Infrastrukturaufbau eine wesentliche Rolle. Die Förderung von Fahrzeugen und Infrastruktur muss daher synchronisiert sein. 18
Kontinuität bei Forschung, Entwicklung und Demonstration Straßenverkehr
Meilensteine
M1: 2026 – 10.000 BZ-Pkws
Pkw ::: E
ntwicklung von kostengünstigen und plattform-
übergreifend integrierbaren Tanksystemen
: Leichtes und kostengünstiges Wasserstoff-Flach-
Forschung und Entwicklung speichersystem: Materialentwicklung, Herstell
prozess, Recycling, neues Anbindungskonzept Rail
Das übergeordnete Ziel für den Bereich Pkw ist die und Rahmen, funktionale Einbindung, Zertifizierung
Bereitstellung eines wettbewerbsfähigen, kunden- : Kombinierte Flachspeicherventileinheit mit Ab-
werten Brennstoffzellenfahrzeug-Angebots durch sperrventil, Druckregler, Thermosicherung und
Erschließung von Kostenvorteilen gegenüber konven- Sensorik.
tionellen, batterieelektrischen und Hybrid-Fahrzeu-
gen durch die Optimierung der Technologie sowie die ::: W
asserstofffahrzeuge in Garagen und Brand-
Realisierung nachhaltiger Produktkonzepte. schutzanforderungen
Hierzu zählen insbesondere die Weiterentwicklung der Pkw-BZ-Systeme können durch Modularisierung und /
Subsysteme und Komponenten entlang der Wert- oder entsprechende Hybridisierung in vielen anderen
schöpfungskette sowie die Erarbeitung der fertigungs- Anwendungen genutzt werden (Bus, Lkw, stationär).
technischen Grundlagen für eine kostengünstige
Serienproduktion durch nachhaltige Produktkonzepte Fördermittelbedarf für F&E Maßnahmen
und verbesserte Materialien, Werkstoffe und Ver- Hierfür ergibt sich ein Fördermittelbedarf von insge-
fahren/Prozesse sowie erhöhte Leistungsdichten und samt 150 Mio. € bis 2026.
Lebensdauern.
Konkret ergeben sich folgende F&E-Schwerpunkte: Marktaktivierung
::: Fokus auf Fertigungstechnologien mit dem Ziel der Der Beitrag zur Erreichung eines hohen Marktanteils
Skalierung/Serienfertigung an wettbewerbsfähigen, kundenwerten Brennstoff-
:B rennstoffzellensystem mit geringen Herstellungs- zellen-Pkws in Deutschland und Europa sowie die
kosten für einen breiten Markteinstieg auch in Erschließung von weiteren Kostensenkungspoten
kompakten (flachen) Fahrzeugen (z. B. Leistung von zialen durch Skaleneffekte sind die übergeordneten
80 kWnet, ohne Befeuchtung und Turbine) Ziele im Bereich der Marktaktivierung.
:A lternatives Stack-Kompressionskonzept mit Vor-
teilen bei Crash-Sicherheit, Bauraum und Gewicht: Von dieser Marktaktivierung profitiert die gesamte
statt passiver Federvorspannung aktive Druckluft- Wertschöpfungskette und es wird eine Stärkung der
unterstützung deutschen und europäischen Zulieferindustrie für
Brennstoffzellen- und Systemkomponenten erreicht.
::: Kosteneffizienz und Umweltverträglichkeit der
Materialien (Kreislaufwirtschaft) Eine Fortführung der Beschaffungsförderung von
:U ntersuchung von innovativen Membranmaterialien Brennstoffzellen-Pkws ist daher unerlässlich und
:R ecycling von Wasserstoffsystemen sollte durch die Etablierung höherer Förderquoten
:V alidierung kostengünstiger Stack-Werkstoffe (80 % der Investitionsmehrkosten im Vergleich zur
inklusive Substitution von Edelmetallen konventionellen Technologie) forciert werden.
:A lternatives Luftbefeuchtungskonzept mit Vor-
teilen hinsichtlich Regelbarkeit, Bauraum und Fördermittelbedarf für Marktaktivierung
Kosten: statt passivem Membranbefeuchter aktive Vorrangig sollte dabei der Aufbau von Flotten unter-
„Pumpe + Düse“-Befeuchtung stützt werden.Bei einem prognostizierten Fahrzeug
bestand von 10.000 Brennstoffzellen-Pkws in 2026
ergibt sich ein Fördermittelbedarf von insgesamt
300 Mio. € bis 2026.
19Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie
Busse ::: Mobilitätskonzepte sowie Infrastrukturen abge-
stimmt entwickeln, sodass Einsatz, Tankzyklen und
Reichweiten von wasserstoffbetriebenen Bussen
Forschung und Entwicklung zu den Anforderungen passen (Nutzung von Tank-
stellen auf den Betriebshöfen und bei zum Beispiel
Derzeit basiert der Busverkehr in Deutschland noch touristischen Zielen)
fast ausschließlich auf der Nutzung dieselbetriebener
Fahrzeuge. Mit der Umstellung der Busse auf emis- Fördermittelbedarf für F&E Maßnahmen
sionsarme Antriebe wird ein Beitrag zur Reduzierung Hierfür ergibt sich ein Fördermittelbedarf von insge-
der Luftschadstoffe geleistet. Gleichzeitig tragen samt 30 Mio. € bis 2026.
diese Busse zur Lärmminderung bei. Einer hohen
Nachfrage an Brennstoffzellenbussen – insbesondere
im ländlichen Raum – steht aktuell vor allem ein zu Marktaktivierung
eingeschränktes Fahrzeugangebot und damit einher-
gehend ein zu geringer Wettbewerb gegenüber. Der Verkehrssektor muss bis 2030 seine CO2-Emis-
sionen deutlich senken, nicht zuletzt auch aufgrund
Konkret ergeben sich daher folgende F&E-Bedarfe: der am 12. Mai 2021 von der Bundesregierung
beschlossenen Verschärfung der Zielpfade im Rahmen
::: Erweiterung des Fahrzeugportfolios, insbesondere der Novellierung des Bundes-Klimaschutzgesetzes.
um 18-Meter-Gelenkbusse
Darin sind auch die Sektorziele anspruchsvoll ange-
::: Entwicklung eines leistungsstarken Wasserstoff- passt worden. Bis 2030 muss der Verkehrsbereich
Brennstoffzellensystems für den Personenfern seine Emissionen auf 85 Mio. Tonnen CO2 reduzieren.
verkehr (Fernbusse) Die Eckpunkte zur Erreichung dieser Ziele wurden
durch das Klimaschutzprogramm 2030 vorgelegt.
::: Optimierung der Fahrzeugklimatisierung zur Hier werden klare Ziele für den Verkehrssektor und
Steigerung der Energieeffizienz insbesondere für den öffentlichen Personenverkehr
beschrieben.
::: Weiterentwicklung und Validierung der (CEP /
PrHyde) Betankungsprotokolle für die Betankung Bis 2030 sollen ca. 50 % der Stadtbusse in Deutsch-
von Fahrzeugen mit Typ-3/4/5-Tanks (350 bar / land elektrisch fahren. Beim aktuellen Busbestand im
500 bar / 700 bar ohne Vorkühlung) ÖPNV in Deutschland besteht somit ein Elektrifizie-
rungsbedarf im Stadtbusbereich von 20.000 Bussen in
::: sLH2 (Subcooled Liquid Hydrogen) und CcH2 (Cryo- den kommenden zehn Jahren (2.000 Busse p. a.).
compressed Hydrogen) für Fernbusse / Reisebusse
(Übernahme aus Lkws) Auch durch die Vorgaben der Clean Vehicles Directive
(CVD, EU-Richtlinie 2019/1161 über die Förderung
::: Erforschung von thermoelektrischen Generatoren sauberer und energieeffizienter Straßenfahrzeuge)
(TEG) zur Nutzung des Temperaturgefälles bei und deren Umsetzung durch das Saubere-Fahrzeuge-
flüssigem Wasserstoff in Nutzfahrzeugen Beschaffungs-Gesetz auf nationaler Ebene wird ein
gesetzlicher Rahmen geschaffen, um das Erreichen
::: Effiziente Antriebsstränge inklusive neuer der Klimaschutzziele weiter voranzutreiben.
E-Maschinen mit weniger Verbrauch an seltenen
Erden in zum Beispiel Magneten Die Regelungen der CVD gelten seit dem 2. August
2021 mit zwei Referenzzeiträumen (2. August 2021 bis
31. Dezember 2025; 1. Januar 2026 bis 31. Dezember
2030), in denen feste Quoten zur Beschaffung saube-
rer Fahrzeuge vorgegeben sind. Die Mindestziele für
emissionsarme und -freie Busse im ÖPNV sind 45 %
der Neubeschaffungen bis 2025 und 65 % bis 2030,
davon müssen mindestens die Hälfte emissionsfreie
Fahrzeuge sein.
20Kontinuität bei Forschung, Entwicklung und Demonstration Straßenverkehr
Meilensteine
M1: 2024 – Demoflotte BZ-Fernbusse
M2: 2026 – 500 BZ-Stadt-Busse
Bereits am 15. Juni 2021 trat das Saubere-Fahr- Nutzfahrzeuge
zeuge-Beschaffungs-Gesetz vom 9. Juni 2021 (Saub-
FahrzeugBeschG6) zur Umsetzung der CVD in Kraft.
Es verfolgt das Ziel, Nachfrageimpulse für saubere, Forschung und Entwicklung
das heißt emissionsarme und -freie Straßenfahrzeuge
zu setzen, die Wettbewerbsfähigkeit der Fahrzeuge zu Derzeit werden im Schwerlastverkehr überwiegend
stärken und somit einen Beitrag zur Verringerung der Diesel-Lkws eingesetzt. Ihre Substitution durch
CO2- und Luftschadstoffemissionen zu leisten. Brennstoffzellen-Lkws bietet ein deutliches Ein-
sparungspotenzial in der CO2-Bilanz der straßenge
Das neue Deutsche Brennstoffzellenbus-Cluster, das bundenen Mobilität.
aktuell 58 Busflottenbetreiber (Tendenz steigend)
vernetzt, sie bei der Beschaffung von Brennstoff Schwerlastverkehr (sLH2, CcH2, 500 bar, 700 bar)
zellenbussen und der notwendigen Wasserstoffinfra- Da batteriebetriebene Lkws (BEV) keine mit Diesel-
struktur berät sowie den Austausch zwischen Betrei- Lkws vergleichbare Reichweite bieten und die ver-
bern und Fahrzeugherstellern initiiert, sollte daher fügbare gasförmige Wasserstoffalternative (350 bar)
weiterhin als wesentliche Anlaufstelle für interes- für Langstrecken nur ein begrenztes Einsatzpotenzial
sierte Akteure dienen. aufweist, werden für den Langstreckenbereich derzeit
mehrere Betankungsansätze verfolgt (sLH2, CcH2,
Als Leuchtturmprojekte sollten initiiert werden: 500 bar, 700 bar). Die bisher für diese Technologien
verfügbaren Komponenten sind dabei überwiegend
::: Umrüstung eines kompletten Bus-Depots nicht verwendbar und müssen daher entweder an die
Anforderungen angepasst oder neu entwickelt wer-
::: Probe-Abo Bus: zwei bis drei Busse und mobile den. Um die Technologien zur Marktreife zu bringen,
Tankstelle, die Busflottenbetreibern zur Erprobung müssen jedoch nicht nur sie selbst, sondern auch
der Technologie zur Verfügung gestellt werden Synergien zwischen den technischen Ansätzen identi-
fiziert und zu Sonderanwendungen (Landwirtschaft,
::: Erfolgreiche Busverkehrsangebote mit passenden Straßenbau) vorangetrieben werden. Flankierend
Infrastrukturen demonstrieren zum geplanten Ausbau der Betankungsinfrastruktur
müssen die normativen und regulatorischen Weichen
Fördermittelbedarf für Marktaktivierung gestellt werden.
Eine Abfrage der involvierten Betreiber im Brennstoff-
zellenbus-Cluster lässt auf eine Nachfrage bis 2026 Leichte und mittlere Nutzfahrzeuge (350 bar / 700 bar)
von 450 Fahrzeugen schließen. Die Beschaffung der Obwohl eine erste Kleinserie und verschiedene
Fahrzeuge ist bei einer notwendigen Förderquote von umgerüstete Fahrzeuge existieren, kann noch nicht
80 % der Investitionsmehrkosten mit einem Gesamt- von einer am Markt etablierten Lösung gesprochen
fördermittelbedarf von 300 Mio. € zu beziffern. werden. Weiteren Herstellern muss die Möglichkeit
gegeben werden, Fahrzeuge zu entwickeln und am
Markt anzubieten. Dafür ist die Schaffung der notwen-
digen Rahmenbedingungen essenziell. Dazu gehören
6 § 3 SaubFahrzeugBeschG richtet abgestimmte und normierte Betankungsschnittstellen
sich an öffentliche und Sektorenauf- und -protokolle.
traggeber. Diese werden damit in die
Verantwortung genommen, Vergaben
so zu gestalten, dass sie der verbind-
lichen Quotenregelung genügen. Die
Beschaffungsquoten werden neben
der Bundesverwaltung auch den ein-
zelnen Ländern für ihren jeweiligen
Zuständigkeitsbereich verpflichtend
vorgegeben. Mindestziele können
bei Bedarf innerhalb der Länder und
länderübergreifend flexibel aufgeteilt
werden, solange sie landesweit ins-
gesamt eingehalten werden.
21Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie
Konkret ergeben sich für beide oben beschriebenen Marktaktivierung
Sektoren folgende F&E-Bedarfe:
Der Beitrag zur Erreichung eines hohen Marktanteils
::: Entwicklung von Antriebskomponenten zum Ein- an wettbewerbsfähigen, kundenwerten Brennstoff-
satz in leichten und schweren Nutzfahrzeugen zellen-Lkws in Deutschland und Europa sowie die
: Entwicklung und Erprobung von Brennstoffzellen- Erschließung von weiteren Kostensenkungspoten
systemen und Speichersystemen zialen durch Skaleneffekte sind die übergeordneten
: Entwicklung von Hochvoltaggregaten Ziele im Bereich der Marktaktivierung.
: Entwicklung von Elektroantrieben
Von dieser Marktaktivierung profitiert die gesamte
::: Entwicklung / Umrüstung von Lkws für den Wertschöpfungskette und es wird eine Stärkung der
Schwerlastverkehr deutschen und europäischen Zulieferindustrie für
: Entwicklung mit ADR-Zulassung (Europäisches Brennstoffzellen- und Systemkomponenten erreicht.
Übereinkommen über die internationale Beförde-
rung gefährlicher Güter auf der Straße) zum Trans- Im Rahmen der Marktaktivierung sollten neben Kauf-
port von Tankcontainern und palettierter Ware anreizprogrammen in den ersten Jahren der Flotten-
demonstration vor allem Leuchtturmprojekte umge-
::: Entwicklung / Umrüstung von Lkws / Bussen für setzt werden zur:
den Fernverkehr
::: Entwicklung von Logistikkorridoren, inklusive
::: Entwicklung von Kommunalfahrzeugen Betankungsinfrastruktur
(z. B. Abfallentsorgungsfahrzeuge und Kehr
maschinen) ::: Pilotierung von Wasserstoff nutzenden Logistik
ketten (oder Teilen der Logistikketten), zum Bei-
::: Entwicklung von Kühl-Lkws (Nebenantriebe ohne spiel H2-Korridore ausgehend von H2-Terminals
Diesel) in Häfen / Weiterentwickeln der HyLand-Ansätze,
gegebenenfalls auch verbinden zu spezifischen
::: Entwicklung/Umrüstung von Push-Back-Fahr Transportnetzwerken
zeugen für Flugzeuge und weiteren Flughafen
logistikfahrzeugen Zur Verknüpfung dieser Projekte bedarf es einer
Begleitforschung, um Synergien zwischen den Betan-
Fördermittelbedarf für F&E Maßnahmen kungsformen zu identifizieren und Technologieent-
Hierbei ergibt sich für Forschung und Entwicklung ein scheidungen voranzutreiben. Hierbei sollte auch der
Fördermittelbedarf von insgesamt 250 Mio. € bis 2026. Bau von reinen und multimodalen H2-Tankstellen für
sLH2, CcH2, 350 bar, 500 bar und 700 bar (High Flow)
berücksichtigt werden. Fokus der Begleitforschung
sind die Datenerhebung und die wissenschaftliche
Begleitung (Analyse, Auswertung) der Leuchtturm-
projekte.
Fördermittelbedarf für Marktaktivierung
Für die Maßnahmen zur Marktaktivierung ergibt sich
ein Fördermittelbedarf von insgesamt 300 Mio. € bis
2026
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