H₂News: Herr Wappner, H2-Trust soll der „digitale Fingerabdruck” für Wasserstoff werden. Welche konkreten Probleme in der Wasserstoff-Supply-Chain haben Sie dazu bewogen, den digitalen Produktpass H2-Trust zu entwickeln?

Tobias Wappner: Als Logistikerinnen und Logistiker wissen wir am Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML in Dortmund selbstverständlich längst, dass Lieferketten überall auf der Welt immer komplexer werden. Das trifft auch auf die Wasserstofflieferketten zu. Neben dem relevanten Energiemarkt, in dem die Anzahl kleiner, in der Regel erneuerbarer Energieanlagen immer mehr zunimmt, wird auch die Wasserstoffproduktion in Zukunft stark dezentral, u.a. in vielen kleinskaligen Anlagen, stattfinden. Gleichzeitig unterliegen die Akteure der Wasserstoffwertschöpfungskette, allen voran die Wasserstoffproduzenten, strengen regulatorischen Nachweispflichten, was die Nachhaltigkeit des Wasserstoffs angeht. Diese werden sich zudem in den nächsten Jahren weiter verschärfen. Beispielsweise muss entsprechend der RED-II für die RFNBO-Zertifizierung ab 2030 ein stündlicher Abgleich zwischen Strombezug und Wasserstoffproduktion stattfinden. Dort wo eine strenge Regulatorik auf eine hohe Komplexität trifft, bieten sich digitale Lösungen zur Erfüllung der Nachweispflichten an und haben das Potenzial heute noch häufig manuell durchgeführte Prozesse abzulösen, so auch H₂-Trust – unser Digitaler Produktpass zur Steigerung der Transparenz entlang der gesamten Wasserstoffwertschöpfungskette vom Stromproduzenten bis zum Endabnehmer.

H₂News: Sie sprechen von „fälschungssicherer Verifizierung” entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Wie funktioniert das technisch?

Wappner: Um echte Nachhaltigkeit garantieren zu können, muss sichergestellt sein, dass der Datenbasis vertraut werden kann. Wir entwickeln unseren Digitalen Produktpass daher so, dass die Daten sowohl zu den Produktions-Inputs als auch zum Wasserstoff selbst auf einem dezentralen Netzwerk gespeichert werden können. Das funktioniert konkret durch eine kontinuierliche Tokenisierung der Stoff- und Energieströme an jedem Schritt der Lieferkette mittels einer Blockchain. So sind die Daten zu jeder Zeit transparent, unveränderbar und nachvollziehbar gespeichert.

Grafik zur Funktionsweise von H2-Trust (© Fraunhofer IML)

H₂News: Wo liegen die größten Herausforderungen bei der Datenerfassung?

Wappner: Die Datenerfassung stellt den Schritt mit dem größten Potenzial für das Ablösen manueller Prozesse dar. Die größte Herausforderung besteht in den unterschiedlichen Anforderungen an die Datenerfassung. Je nach Anlagenkonstellation kann auf die Daten unterschiedlich zugegriffen werden. Wir erleben zum Beispiel Unterschiede zwischen den Herstellern von Elektrolyseanlagen, aber auch den Betreibern der Anlagen. So bestehen manche Betreiber darauf, dass das Human-Machine-Interface in das eigene Leitsystem integriert wird, während andere das des Herstellers nutzen möchten. Ebenso existieren Unterschiede in der Ausstattung mit Sensorik. Wir reagieren in unserem Digitalen Produktpass darauf, indem wir drei Möglichkeiten zur Datenerfassung anbieten, die sich hinsichtlich ihres Aufwands unterscheiden, aber gleichzeitig die notwendige Flexibilität bieten. Es wird erstens eine manuelle Erfassung, zweitens eine Erfassung per CSV-Datei-Upload und drittens über Schnittstellen zu IoT-Gateways möglich sein.

H₂News: Ein zentraler Punkt sind die RED-Kriterien für grünen Wasserstoff. Wie komplex ist es, diese regulatorischen Anforderungen automatisiert zu dokumentieren?

Wappner: Die Umsetzung der RED-Kriterien, die vor allem auf RFNBO-Wasserstoff abzielen, stellen die Industrie vor eine große Herausforderung. Nicht wenige sehen darin ein großes Hemmnis für den Hochlauf des Wasserstoffmarktes. Entsprechend komplex ist die automatisierte Dokumentation dieser regulatorischen Anforderungen. Es müssen Daten von einer Vielzahl von Akteuren erfasst und kontinuierlich miteinander abgeglichen werden. Zudem müssen verschiedene Anlagenkonstellationen zwischen Strom- und Wasserstoffproduktion unterschiedlich behandelt werden. Während eine Direktleitung zwischen einer Energieerzeugungsanlage und einer Elektrolyseanlage noch recht einfach zu handhaben ist, wird es vor allem dann komplex, wenn der Strom über das Netz fließt. Wenn dann noch Stromabnahmeverträge in Form von Power Purchase Agreements ins Spiel kommen, gibt es eine Vielzahl weiterer Kriterien, die zu beachten sind. All diese Abhängigkeiten sind zu berücksichtigen und automatisiert darzustellen.

H₂News: H2-Trust ist als Open Source-Lösung konzipiert. Warum haben Sie sich gegen ein proprietäres System für H2-Trust entschieden?

Wappner: Als anwendungsorientiertes Forschungsinstitut ist es unser Anspruch die Ergebnisse aus unseren Forschungsprojekten möglichst in die industriepraktische Breite zu tragen. Dazu bietet Open Source die perfekten Voraussetzungen. Daneben beobachten wir bei proprietären Lösungen am Markt, dass bewusst Lock-In Effekte genutzt werden. Sei es durch eine enge Kooperation des Softwareanbieters mit einer spezifischen Zertifizierungsorganisation oder durch funktionelle Abhängigkeiten zu anderen kommerziellen Softwareangeboten. Wir sehen das als unabhängiges Forschungsinstitut durchaus kritisch, da die Akteure entlang der Wasserstofflieferketten durch die regulatorischen Verpflichtungen sowieso schon unter Druck geraten.

Wie Open Source-Komponenten dazu beitragen können, Basislösungen für ganze Märkte zu schaffen, erleben wir gerade hier in Dortmund am Beispiel der Open Logistics Foundation, welche aus einem Forschungsprojekt unseres Fraunhofer IML hervorgegangen ist. Hier stecken die großen Player der Logistikbranche ihre Köpfe zusammen, um gemeinsam Commodity-Lösungen zu entwickeln, von denen am Ende alle profitieren. Das ist auch unser Vorbild bei der H₂-Trust Lösung, da nun mal fast alle von der Regulatorik betroffen sind.

Ablauf der Erstellung des digitalen Produktpasses H2-Trust (© Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML)

H₂News: Der Wasserstoffmarkt wächst rasant, aber die Projekte sind noch sehr individuell. Wie schaffen Sie es, mit einem modularen Standardsystem maßgeschneiderte Lösungen anzubieten?

Wappner: Wir sind beständig im Austausch mit unterschiedlichen Industriepartnern entlang der gesamten Wasserstofflieferkette. Allein zu Beginn des Projekts haben wir 19 Interviews geführt, um ein erstes fachliches und technisches Konzept zu erarbeiten. Auf diese Weise schaffen wir eine Lösung, die verschiedene Anforderungen möglichst gut miteinander vereint. Gleichzeitig lassen wir unseren Entwicklungsfortschritt beständig validieren, um sicherzustellen, dass wir auf dem richtigen Kurs unterwegs sind. Im Ergebnis erhoffen wir uns eine modulare Basislösung zu schaffen, die auf die individuellen Anwendungskontexte angepasst werden kann – beispielsweise in sich anschließender Auftragsforschung. Auch das greift den Open Source Gedanken wieder auf und passt zu unseren Stärken als anwendungsorientiertes Forschungsinstitut.

H₂News: Sie planen die prototypische Erprobung für Mitte 2026. Welche Partner haben Sie bereits für die Pilotierung gewonnen?

Wappner: Wir sind in ersten Gesprächen mit zwei Partnern, die über eine hervorragende Infrastruktur für eine Pilotierung und eine hohe intrinsische Motivation für nachhaltige Energielösungen verfügen. Beide Produktionsanlagen liegen im kleinskaligen Bereich. Der große Vorteil besteht für uns darin, dass die Wasserstofflieferketten regional begrenzt abgebildet sind. Das ermöglicht uns eine gute Zugänglichkeit zu den Datenpunkten, die wir benötigen. Für uns ist es entscheidend, aufzeigen zu können, dass unsere Lösung funktioniert. Wir hoffen auf diese Weise, weitere Unternehmen von einer Projektbeteiligung bzw. -kooperation überzeugen zu können, um den Reifegrad unseres Digitalen Produktpass kontinuierlich vorantreiben zu können.

Das Team (© Fraunhofer IML)

H₂News: Der Transferkreis „BlockcH₂ain” soll regionale Unternehmen einbinden. Wie groß ist das Interesse der Wirtschaft an digitalen Produktpässen für Wasserstoff?

Wappner: Diejenigen, die bereits den Zertifizierungsprozess ohne digitales Tool als Datengrundlage durchlaufen haben, berichten von einem hohen manuellen Aufwand. Zudem ist die bloße Erfüllung regulatorischer Anforderungen für die Unternehmen nicht direkt wertschöpfend. Entsprechend groß ist das Interesse der Industrie an einer Lösung, die eine deutliche Erleichterung verspricht. Zudem kann unser Digitaler Produktpass als Grundlage für den Nachweis von Treibhausgasminderungsquoten oder für die Rechtfertigung eines Preispremium für nachhaltigen Wasserstoff genutzt werden. Hier kommt es dann auch zu einem wertschöpfenden Vorteil.

Das wird auch durch die guten Teilnehmendenzahlen an unserem Transferkreis „BlockcH₂ain“ deutlich. Hier treffen sich in regelmäßigen Abständen alle Industriepartner und Interessierten, um sich auszutauschen, ihre Anforderungen einzubringen und unseren Entwicklungsfortschritt zu begutachten. Der nächste Transferkreis wird Anfang Dezember als Onlinetermin stattfinden. Eine Anmeldung wird in Kürze über die folgende Webseite möglich sein

H₂News: Wo sehen Sie H2-Trust in fünf Jahren – regional begrenzt oder als europaweiter Standard?

Wappner: H₂-Trust wird zunächst dem Charakter eines Forschungsprojekts entsprechend als prototypische Lösung verfügbar sein. Als Open Source-Entwicklung – die Open Source-Stellung erfolgt bis Ende des Jahres bei GitHub – ist sie zudem frei zugänglich. Aufbauend darauf möchten wir bereits zum Ende der Projektlaufzeit bzw. im Anschluss gemeinsam mit Industriepartnern im Rahmen der Auftragsforschung den Reifegrad unseres Digitalen Produktpass vorantreiben, indem wir kontinuierlich weitere Funktionalitäten integrieren. H₂-Trust soll auf diese Weise in den nächsten Jahren als eine Alternative am Markt wahrgenommen werden, mit der Lock-In Effekte vermieden und spezifische Bedarfe erfüllt werden können. Wir vom Fraunhofer IML stehen der Industrie dafür als anbieterneutrales und anwendungsorientiertes Forschungsinstitut zur Seite.

H₂News: Herr Wappner, vielen Dank für das Interview!

Die Lösung H₂-Trust entsteht im Rahmen des Forschungsprojekts DUH-IT. Das Projekt DUH-IT wird unter dem Förderkennzeichen „EFRE-20200044“ aus Mitteln des EFRE/JTF Programms NRW mit rund zwei Millionen Euro gefördert. Die Laufzeit des Projekts ist von März 2024 bis Februar 2027.