Das Deutsche Institut für Wirtschaftsforschung (DIW Berlin) sieht den Wasserbedarf nicht als limitierenden Faktor für die deutsche Wasserstoffstrategie. Eine am Mittwoch (13. August) veröffentlichte Modell-Analyse für das Jahr 2030 bestätigt damit frühere Einschätzungen des DVGW.  

Die kostenlos abrufbare DIW-Studie zeigt anhand von acht verschiedenen Szenarien, dass selbst bei regionalen Wasserengpässen ausreichend Wasser für die in der Nationalen Wasserstoffstrategie (NWS) geplante Elektrolyseleistung von zehn Gigawatt zur Verfügung steht.

Der Wasserstoffbedarf soll von heute 46 Terawattstunden auf 95 bis 130 Terawattstunden bis 2030 steigen. Die heimische Elektrolyseleistung muss dafür von derzeit lediglich 170 Megawatt – das sind nur 1,7 Prozent des Ziels – auf zehn Gigawatt ausgebaut werden.

Wasserbedarf: 26 Millionen Kubikmeter für NWS-Ziel

Für die Zehn-Gigawatt-Elektrolyseleistung ergibt sich laut DIW-Berechnung ein jährlicher Wasserbedarf von circa 26 Millionen Kubikmetern. „Rein chemisch braucht man für die Herstellung von einem Kilogramm Wasserstoff neun Liter deionisiertes Reinstwasser. Dazu kommt noch Wasser für Kühlungsbedarf“, erläutert Studienautorin Dana Kirchem vom DIW Berlin im Interview. Insgesamt werden je nach Wasserquelle rund 35 Liter Frischwasser für ein Kilogramm Wasserstoff benötigt.

Der gesamte Wasserbedarf der 10-GW-Elektrolyseleistung entspreche lediglich 0,15 Prozent der deutschen Gesamtwasserentnahme von 17,9 Milliarden Kubikmetern im Jahr 2022. Die DVGW-Studie von 2023 kam mit einem etwas niedrigeren Wert von maximal neun Millionen Kubikmetern Süßwasser zu einem ähnlichen Ergebnis und stellte fest, dass selbst bei einer langfristigen Ausbauleistung von 40 Gigawatt die gesamte Wassernachfrage in Deutschland nur um weniger als ein Prozent steigen würde.

Quelle: DIW Berlin

Wasserstoffkernnetz als Standort-Enabler

Der entscheidende Faktor für die optimale Verteilung der Elektrolysekapazitäten ist laut DIW-Modellierung der Ausbau des Wasserstoffkernnetzes. Bei unbeschränktem Wasserstofftransport würde sich die Elektrolyse systemoptimal fast ausschließlich in Schleswig-Holstein ansiedeln – dank des einfachen Zugangs zu günstiger Offshore-Windenergie.

„Generell eignen sich Bundesländer mit einem hohen Potenzial für erneuerbare Energien, idealerweise Offshore-Windkraft“, so Kirchem. „Daher sind es vor allem Bundesländer im Norden Deutschlands, die sich als geeignet herausstellen.“

Ist das 9.040 Kilometer lange Kernnetz jedoch nicht verfügbar oder stark beschränkt, verlagere sich die Produktion näher zu den Nachfragezentren. „Wenn wir eine beschränkte Transportfähigkeit von Wasserstoff annehmen, dann wird die Nähe zu Verbrauchszentren des Wasserstoffs relevanter“, erklärt die Wissenschaftlerin.

Wasserkosten vernachlässigbar

Die Wasserkosten spielen dagegen eine untergeordnete Rolle: „Die Wasserkosten spielen eher eine geringere Rolle. In unseren Berechnungen machen Wasserkosten lediglich 0,5 Prozent der gesamten Elektrolysekosten aus“, berichtet Kirchem. Das liege daran, dass die Entgelte für die Wasserentnahme in Deutschland generell sehr niedrig sind.

Auch eine bundesweite Harmonisierung der Wasserentnahmeentgelte auf das Berliner Höchstniveau von 31 Cent pro Kubikmeter würde die Standortentscheidungen kaum beeinflussen. Allerdings räumt das DIW ein: „Zu den tatsächlichen Wasserpreisen für Elektrolyseure können wir wenig sagen, da sie nicht transparent sind.“

Wasserstress lokal prüfen – Meerwasser als Alternative

Obwohl Deutschland als wasserreiches Land gilt, kann Wasserstress regional und saisonal auftreten. „Die übermäßige Wasserentnahme in bestimmten Regionen kann den Wasserstress verschärfen. Deshalb sollte lokal geprüft werden, welche Wasserquellen für die Elektrolyse zur Verfügung stehen“, mahnt Kirchem.

Bei regionalen Wasserengpässen zeigt die DIW-Analyse Ausweichmöglichkeiten auf: Entsalztes Meerwasser steht allen Küstenländern unbegrenzt zur Verfügung. „Zum Beispiel hat sich in manchen unserer Szenarien auch die Nutzung von Meerwasser als eine Option herausgestellt“, so die Forscherin. Bereits der DVGW hatte 2023 auf alternative Wasserquellen wie entsalztes Meerwasser oder aufbereitetes Abwasser aus Kläranlagen hingewiesen.

Wasserstoffkernnetz zügig vorantreiben

Die DIW-Forscher leiten aus ihrer Analyse konkrete Handlungsempfehlungen ab: Der zügige Ausbau des Wasserstoffkernnetzes sollte vorangetrieben werden, damit sich Elektrolyse vermehrt in weniger wassergestressten Regionen ansiedeln kann. Zudem fordern die Wissenschaftler mehr Transparenz im Wassersektor, insbesondere bei den Wasserpreisen für Elektrolyseure.

Das Wasserstressrisiko sollte systematisch in Genehmigungsprozesse und Förderkriterien für Elektrolyseprojekte integriert werden, empfiehlt das DIW Berlin – eine Forderung, die auch der DVGW bereits 2023 mit dem Hinweis auf die Berücksichtigung regionaler Gegebenheiten unterstrich.

(Quelle: DIW Berlin/2025)