Herr Professor Ragwitz, wer sind Sie und was machen Sie?
Mein Name ist Mario Ragwitz, ich bin Physiker und gleichzeitig Koordinator der TransHyDE-Technologieplattform sowie Direktor der Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie mit Hauptsitz in Cottbus. Außerdem bin ich Sprecher des Fraunhofer-Wasserstoffnetzwerks. Wir sind insgesamt 39 Institute bei Fraunhofer, die sich mit Wasserstoffthemen beschäftigen und dabei die gesamte Bandbreite der Technologien und der Wertschöpfungskette abdecken.

Bevor wir in die Systemanalyse eintauchen: Was ist das Wasserstoff-Leitprojekt TransHyDE und wie kam es zu seiner Gründung?
TransHyDE ist eines der drei durch das Bundesforschungsministerium geförderten Leitprojekte, in denen die technologischen Grundlagen für den Wasserstoffhochlauf ganzheitlich gelegt werden. Es gibt einerseits H2Giga, in dem Elektrolyseur-Entwicklung und Skalierung stattfinden, H2Mare, in dem Wasserstoff im Offshore-Bereich beforscht wird, und TransHyDE als die wesentliche Technologieplattform, in der Infrastrukturen für Wasserstoff und seine Derivate wie Netze und Speicher umfassend analysiert werden.

TransHyDE ist eine sehr große Technologieplattform mit einem Fördervolumen von ca. 145 Millionen Euro und insgesamt über 100 Partnern, darunter sehr viele Industrieunternehmen und Netzbetreiber. Dabei ist die Plattform ein sehr innovatives Förderinstrument, das zwischen Forschungs- und Wirtschaftsakteuren hemmnis- und ergebnisorientierte Forschung betreibt, um die nächste Stufe der Wasserstoffinfrastrukturen und des Markthochlaufs zu ermöglichen und industriefertige Piloten auf den Weg zu bringen.

Und das ist uns gelungen. In zehn Verbünden, die von der Systemanalyse durch entsprechende Modelle informiert werden, wurden sowohl im Bereich gasförmigen Wasserstoffs als auch für Ammoniak, Flüssigwasserstoff und LOHC die zentralen Technologien zur Marktreife skaliert.

Sie waren innerhalb von TransHyDE speziell für den Teilverbund Systemanalyse zuständig. Können Sie schildern, worum es dabei ging und was die Ziele waren?
Die Systemanalyse ist eine wesentliche Planungsgrundlage für die Entwicklung der Wasserstoffinfrastrukturen in Deutschland. Hauptsächliches Ziel ist, ein analytisches und quantitatives Bild von den Erfordernissen des Wasserstoffhochlaufs zu erhalten, insbesondere mit Bezug auf die Infrastrukturen.

Es geht darum, dass wir Infrastrukturen schaffen, um Wasserstoff von den Erzeugungszentren zur Nachfrage inklusive der Speicher zu transportieren. Hier stehen große Investitionen für das Wasserstoffkernnetz in der Größenordnung von 20 Milliarden Euro an. Diese Investitionen müssen geeignet geplant werden, um effizient zu sein und volkswirtschaftlich mit den geringsten Kosten umgesetzt werden zu können.

Dabei versucht die Systemanalyse in einem ersten Schritt, ein genaues Verständnis von der erwarteten Wasserstoffnachfrage zu erreichen. Dazu wollen wir unter anderem die Sektoren und Unternehmen identifizieren, in denen die Wasserstoffnachfrage entstehen wird: Ist es primär die Grundstoffindustrie oder geht es darüber hinaus weiter in den Verkehrs- oder Energiesektor? Dadurch erhält man ein detailliertes Bild des Wasserstoffhochlaufs und der räumlichen Verteilung, auf dessen Basis man dann die Wasserstofftransportnetze und Speichertechnologien planen kann.

Der Vorstand der im Mai 2025 gestartet Initiative TransHyDE 2.0. v.l.n.r.: Jimmie Langham (cruh21), Dr. Anne Bendzulla (ENERTRAG), Dr. Stefan Kaufmann (Clean World Hydrogen Consulting), Dr. Friederike Eggert (SEFE) , Prof. Dr. Mario Ragwitz (Fraunhofer IEG) (Bild: TransHyDE)

TransHyDE läuft Ende des Jahres aus. Was waren die wichtigsten Erkenntnisse Ihrer Systemanalyse?
Eine wichtige Erkenntnis ist, dass der Hochlauf einer vollkommen neuen Infrastruktur alles andere als trivial ist. Man muss als Infrastrukturbetreiber und Investor mit großen Unsicherheiten auf der Nachfrage- und Angebotsseite umgehen – und mit der Frage, inwieweit Wasserstoff und seine Derivate transportiert werden können.

Tatsächlich beginnt die Unsicherheit, die bei den Planungen zu berücksichtigen ist, bei der jeweiligen Nachfrage in den einzelnen Sektoren und Unternehmen. Daraus resultiert aus meiner Sicht, dass wir eine integrierte Betrachtung brauchen – eine integrierte Planung des Wasserstoffhochlaufs zusammen mit den europäischen Nachbarstaaten.

Das gilt auch sektorübergreifend: Wasserstoff-, Strom- und Erdgasinfrastrukturen sollten integriert geplant werden, weil dies wesentliche Synergien hebt und erst durch die integrierte Betrachtung viele Fragen beantwortet werden können: Wo stehen die Elektrolyseure zur Wasserstoffherstellung? Welche Topologien hat das Wasserstoffnetz idealerweise? Welche Speicher sind notwendig, um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten? Wo sollten die Kraftwerke zur Rückverstromung stehen?

Eine weitere wesentliche Erkenntnis, die sich bei uns im Rahmen des Projekts TransHyDE ergeben hat, ist, dass wir einerseits robuste Planungen brauchen, um den Akteuren Investitionsentscheidungen zu ermöglichen, und andererseits diese robusten Planungen hinreichend durch agile und anpassungsfähige Planungsprozesse hinterlegt sein sollten. Für solche agilen Planungen haben wir ein Methodenwerkzeug entwickelt, das es beispielsweise bei einer zeitlichen oder räumlichen Verschiebung der Nachfrage ermöglicht, die entsprechenden Implikationen für die Wasserstoffinfrastrukturen schnell zu errechnen und dies in den Planungsprozessen zu berücksichtigen.

Wir haben im Rahmen der Bundesregierung wesentliche Akteure wie z. B. das Bundeswirtschaftsministerium beraten, um Fragestellungen wie die Verkleinerung der notwendigen Kapazität für Wasserstoffrückverstromung direkt in die Dimensionierung des Wasserstoffkernnetzes umzusetzen. Solche Fragen werden in Zukunft deutlich wichtiger und häufiger werden, und deswegen ist dieser Werkzeugkasten zur iterativen und agilen Planung ein ganz zentrales Ergebnis der TransHyDE-Systemanalyse.

Sie haben sich sowohl das Gesamtsystem angeschaut als auch die einzelnen Akteure. Wo lagen die größten Unterschiede in diesen Betrachtungsweisen?
Wir haben einerseits eine systemoptimierende Perspektive eingenommen, bei der wir uns fragen, was der geeignetste Wasserstoffhochlauf für die Gesamtsystemkostenperspektive ist. In welchen Sektoren sollte er erfolgen? Welche Nutzung von Wasserstoff in welchen Sektoren minimiert die Kosten für das Gesamtsystem?

Dann haben wir uns auf Basis der sektorenspezifischen Informationen, also beispielsweise aus der Stahlindustrie, der Chemieindustrie und so weiter, die Wasserstoffbedarfe aus der Akteursperspektive angeschaut. Natürlich hat jedes Unternehmen seine eigene Planung, seinen eigenen Hochlaufpfad, und dies wird aggregiert durch die Branchenverbände. Diese Hochlaufpfade für den Wasserstoffbedarf und auch das Wasserstoffangebot aus verschiedenen Quellen haben wir dann mit der systemkostenoptimalen Perspektive verglichen.

Überraschenderweise waren die Unterschiede gar nicht so groß. Wir haben bei der Akteursperspektive sowohl nach einem eher optimistischen als auch nach einem etwas weniger optimistischen Bild gefragt. In der zurückhaltenden Perspektive war der Wasserstoffbedarf etwas geringer als in der systemoptimalen Sicht. Allerdings sind die Grundprämissen sehr ähnlich: dass der Wasserstoffbedarf in der Grundstoffindustrie auftritt, dass wir, wenn wir die Grundstoffindustrie in Deutschland und Europa zu wesentlichen Teilen erhalten wollen, diese Wasserstoffbedarfe schon im Jahr 2030 auftreten sehen und dass der massive Hochlauf zwischen 2030 und 2040 erfolgt und wir dafür die entsprechende Infrastruktur benötigen.

Ihre Untersuchungen basieren stark auf Modellen. Wo liegen die Grenzen dieser Herangehensweise und mögliche Probleme?
Grenzen liegen beispielsweise bei der Frage, welche Zahlungsbereitschaft Privatkunden und Industriekunden tatsächlich haben. In der Stahlindustrie basiert die Wirtschaftlichkeit zum Beispiel auch darauf, dass wir annehmen, dass es in der Zukunft grüne Leitmärkte gibt, in denen Kunden von grünem Stahl eine Zahlungsbereitschaft für die grüne Eigenschaft aufweisen, oder dass wir Förderinstrumente haben, die während des Hochlaufs CO₂-Kosten und -Preise ausgleichen, sodass auch die Mehrkosten des Wasserstoffhochlaufs abgedeckt werden können.

Unternehmensentscheidungen hängen stark von Faktoren wie diesen ab, die wir in unseren Modellen als gegeben annehmen. Damit wird es schwierig, die Entscheidungen im Detail abzubilden, auch, weil die Ausgestaltung und Budgetierung von Förderinstrumenten erstmal unklar sind, da sie sich im Laufe der Haushaltsberatungen des Bundes ergeben. Man trifft in den Modellen also Annahmen über die Zahlungsbereitschaft und über mögliche Kompensationen von Mehrkosten für klimaneutrale Produktion, die in der Realität nicht immer eins zu eins umzusetzen sind.

Wie steht eigentlich die Bevölkerung zum Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur? Sie ist ja auch ein Faktor für den Hochlauf, und somit relevant für die Gesamtperspektive.
Wir haben in TransHyDE im Rahmen der Systemanalyse Akzeptanzanalysen durchgeführt, ohne jedoch ganz umfassende Akzeptanz-Interviews mit der Bevölkerung geführt zu haben. Die Ergebnisse zeigen, dass Akzeptanz – in einem Satz zusammengefasst – kein Showstopper ist. Überall dort, wo wir aktuell Wasserstoffhochlauf beobachten – auch das Befüllen des Kernnetzes mit Wasserstoff hat ja in einigen Bereichen bereits begonnen –, sehen wir eigentlich keine gravierenden Schwierigkeiten im Hinblick auf Akzeptanz.

Das könnte sich noch mal ändern, wenn man Wasserstoff in den Verteilnetzen nutzen und tatsächlich zum Endkunden bringen will. In diesem Fall könnte ich mir vorstellen, dass wir die Akzeptanz noch einmal detaillierter betrachten müssten. Aber bei den Transportnetzinfrastrukturen, die wir uns momentan angeschaut haben, und bei der Nutzung von Wasserstoff in der Industrie oder im Verkehrsbereich war Akzeptanz kein kritischer Showstopper.

Entscheidend für die Akzeptanz ist letztendlich die Bezahlbarkeit. Wasserstoff wird zunächst hauptsächlich in der Grundstoffindustrie und bei der Rückverstromung eingesetzt werden – weniger beim Privatverbraucher. Das zentrale Akzeptanzproblem ist daher nicht die Technologie oder Infrastruktur selbst, sondern die Frage: Sind die Menschen bereit, die Mehrkosten für wasserstoffbasierte Produkte zu zahlen?

Deshalb sollten wir Wasserstoff vorrangig dort einsetzen, wo die Mehrkosten für den Endverbraucher überschaubar bleiben. Gleichzeitig müssen wir die Bereitschaft fördern, für klimaneutrale Produkte etwas mehr zu bezahlen. Ein konkretes Beispiel: Ein PKW aus grünem Stahl würde etwa 200 Euro mehr kosten als heute. Die entscheidende Frage ist: Ist die Gesellschaft bereit, diese 200 Euro für einen klimaneutralen PKW auszugeben?

Was wäre ein möglicher Showstopper für den Wasserstoffhochlauf, wenn es nicht die Akzeptanz ist?
Die Wirtschaftlichkeit. Am Ende entscheidet sich der Wasserstoffhochlauf am Offtake. Wenn wir Abnehmer finden, bekommen wir auch genügend Erzeugung. Weltweit stehen Akteure in den Startlöchern: In Europa planen Produzenten im Nordseeraum Offshore-Wind-basierte Wasserstofferzeugung. In Südeuropa haben Spanien, Portugal und Griechenland hohes Interesse, da ihre Energiesysteme inzwischen weitgehend erneuerbar sind und zusätzliche Nachfrage für den Ausbau benötigen. Dazu kommen Akteure in Nordafrika und anderen Regionen.

Die zentrale Frage ist: Wie können wir einen Offtake für grünen Wasserstoff stimulieren, wenn die Kosten 7 bis 8 Euro pro Kilogramm betragen? Das entspricht Mehrkosten von über 500 Euro pro Tonne gegenüber Erdgas. Wir haben es mit einer teuren Dekarbonisierungsoption zu tun und müssen Wasserstoff daher in Bereichen einsetzen, wo es wenig Alternativen gibt.

Entscheidend ist, dass die Politik einen Rahmen schafft, der definiert, welcher Teil des Wasserstoffhochlaufs finanzierbar und realistisch ist. Nur so können wir die Wasserstoffinfrastrukturen entsprechend planen und das Kernnetz auf die realistische Nachfrage skalieren sowie wichtige Förderinstrumente wie die SAF-Quote im Luftfahrtbereich anstoßen.

Momentan haben wir zwei Hemmnisse: das ökonomische Hemmnis und, darauf aufbauend, das Komplexitätshemmnis – wir wissen nicht, welche Nachfrager weiterhin mit Wasserstoff planen. Das ist das berühmte Henne-Ei-Problem: Wir dürfen das Kernnetz nicht überdimensionieren, weil sonst prohibitive Kosten entstehen. Aber wir dürfen es auch nicht aufgeben, da es für klimaneutrale Brennstoffe unverzichtbar ist.

Die Lösung ist eine agile Anpassung, die kostenoptimale Ausbaupfade ermöglicht. So können wir Wasserstoff bezahlbar zu den Kunden bringen, die ihn benötigen, und gleichzeitig das Komplexitätsproblem lösen. Genau diese Art der flexiblen Planung haben wir in TransHyDE methodisch ausgearbeitet.

Die Struktur von TransHyDE 2.0 (Quelle: TransHyDE)

Anfang Mai ist das Nachfolgeprojekt TransHyDE 2.0 gestartet. Was ist anders als bei TransHyDE?
In TransHyDE haben wir die wesentlichen Basistechnologien in zehn Verbünden zur Marktreife skaliert. In TransHyDE 2.0 geht es jetzt um die konkrete Umsetzung.

TransHyDE 2.0 fungiert als Maschinenraum und wird Lösungen für Wirtschaft, Industrie und Politik erarbeiten – insbesondere für die Bundesnetzagentur und das Bundeswirtschaftsministerium. Ziel ist es, Wasserstoffinfrastrukturen technologisch geeignet und kostenoptimal umzusetzen. Dafür steht uns das gebündelte Wissen aus TransHyDE zur Verfügung: Wir haben die Werkzeuge entwickelt und können jetzt durch einen nachfrage- und industriegetriebenen Ansatz Innovationen für einen schnellen Hochlauf ermöglichen.

Getrieben wird dies von Unternehmen mit konkreten Wasserstoffbedarfen und Infrastrukturprojekten: Netzbetreiber und Technologieanbieter für gasförmigen Wasserstoff sowie Unternehmen im Bereich Ammoniak- oder Flüssigwasserstoff-Infrastrukturen. Darüber hinaus behandeln wir in TransHyDE 2.0 auch die Vektoren DME, Methanol und weitere LOHCs. Dabei lösen wir umsetzungsorientiert und unternehmensgetriggert die Fragestellungen, die den Hochlauf der jeweiligen Wasserstoffinfrastrukturen ermöglichen.

Inwiefern wird die Systemanalyse in TransHyDE 2.0 weitergeführt und welche Rolle spielen Ihre Erkenntnisse?
Die Systemanalyse bleibt auch in TransHyDE 2.0 ein zentrales Element. Wir haben den Werkzeugkasten geschaffen, um jedes Element einer künftigen Wasserstoffinfrastruktur berechnen zu können, und werden diese Methoden weiter verfeinern. Beispielsweise gehen wir Wasserstoffspeicherung im Energiesystem noch detaillierter an – mit transienten strömungsmechanischen Modellen, die Beladung und Entladung eines Wasserstoffspeichers in Verbindung mit Pipelines im Detail berechnen. Das ist wichtig für Speicher- und Kraftwerksbetreiber.

Das Wichtigste: Dank TransHyDE verfügen wir jetzt über ein integriertes Instrumentarium, mit dem wir Strom-, Wasserstoff- und Gasinfrastrukturen sektorübergreifend und europaweit mit Fokus auf Deutschland planen können. Dieses Werkzeug können wir in TransHyDE 2.0 kontinuierlich anwenden und neue Berechnungen anstellen, wenn sich Rahmenbedingungen ändern – und die ändern sich ständig, etwa Energiemarktpreise oder Wasserstoffnachfrage und -angebot. Dieses agile, wochenscharfe Bild erzeugen zu können, ist eine zentrale Qualifikation unseres Werkzeugkastens – und wir werden sie in TransHyDE 2.0 mit Unternehmen und Netzbetreibern bedarfsgerecht weiterentwickeln.

Zudem wollen wir die Integration zwischen Endkunden, Netzbetreibern und Erzeugern stärker berücksichtigen. Ähnlich wie im Stromnetz erwarten wir im Wasserstoffnetz Flexibilitätsbedarfe – sowohl netzseitig als auch bei Erzeugung und Verbrauch. Die Systemanalyse kann wesentlich dazu beitragen, Flexibilitätsoptionen kostenminimal zu integrieren.

Die neue Regierung ist seit einigen Monaten im Amt. Was sind Ihre Empfehlungen an die Politik, nach Ihrer Zeit bei TransHyDE?
Das A und O ist jetzt, Planungssicherheit für Unternehmen zu schaffen, die Wasserstoff nutzen wollen. Wir wissen inzwischen: Die ursprünglich geplanten Wasserstoffbedarfe werden so wahrscheinlich nicht kommen.

Deshalb muss die Politik definieren, welche Wasserstoffbedarfe realistisch bleiben. Viele Unternehmen halten am Wasserstoffeinsatz fest und sehen ihn als zentrales Element ihrer Transformationsstrategie. Diese Projekte müssen wir priorisieren und entsprechende Förderinstrumente schaffen, um Infrastrukturbedarfe anpassen und planen zu können.

Wir erleben momentan eine „Anti-Hype-Phase“ – nach der Euphorie vor drei Jahren ist Ernüchterung eingekehrt. Trotzdem gibt es noch eine robuste Basis bei der Wasserstoffnachfrage, die wir erhalten müssen. Mit den Instrumenten, die die Bundesregierung im Koalitionsvertrag angedeutet hat, müssen wir diese Nachfrage in den wesentlichen Sektoren sichern und die nötigen Infrastrukturen aufbauen, um Endkunden versorgen zu können.