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Zum Forschungsvorhaben: Kriterien für eine nachhaltige Bereitstellung und klimagerechte Integration von strombasierten Energieträgern; Teilbericht
Authors
Fehrenbach, Horst
Containing Item
Keywords
Wasserstoff, Europäische Union, Siebenunddreißigste BImSchV, Nachhaltigkeit
Funding Indicator (FKZ)
3722 43 506 0
Research Indicator
43
Citation
Fehrenbach, H., & Fröhlich, T. (2026). Bewertung der Nachhaltigkeitsanforderungen der RED (Deutschland. Umweltbundesamt, ed.). https://doi.org/10.60810/openumwelt-8347
Abstract german
Im vorliegenden Bericht wird analysiert, inwieweit die rechtsverbindlichen Regeln der Erneuerbaren Energien Richtlinie in ihren Neufassungen (RED II und RED III) sowie der dazugehörigen Delegierten Verordnungen Anforderungen an Treibhausgasminderungen und Nachhaltigkeit für strombasierten erneuerbaren Wasserstoff und Wasserstoffderivate setzen. Anhand von Beispielrechnungen wird die Methodik zur Berechnung von THG-Emissionen gemäß den delegierten Verordnungen (EU) 2023/1185 und (EU) 2023/1184 angewandt und eingeordnet. Anschließend werden kritische Fehlstellen und Aspekte, auch in Bezug zu Nachhaltigkeitsanforderungen der RED an Biomasse und dem Hochlauf einer Wasserstoffwirtschaft, diskutiert. Die Ergebnisse zeigen, dass entsprechende Ansätze vorhanden, jedoch in Bezug auf Nachhaltigkeitsaspekte Lücken aufweisen und Ausnahmeregelungen in Bezug auf die Berechnung der THG-Minderung teils zu einer Ausweisung geringerer Emissionen führen.
Translations
Connected Publication
Optionen und Potenziale für die Nutzung von biogenem CO₂ für die Herstellung von strombasierten erneuerbaren Energieträgern
(2025)
Der Ausstieg aus der Nutzung fossiler Energieträger ist Grundlage für eine treibhausgasneutrale (netto) Zukunft, auch die Nutzung von fossilem CO₂ ist immer mit zusätzlichen Emissionen verbunden. Es stellt sich die Frage, woher kommt der Kohlenstoff, den wir auch in Zukunft noch benötigen werden, wenn auch in deutlich geringerem Umfang? Die Nutzung von Anbaubiomasse ist aufgrund des Flächenbedarfes und der Landnutzungsänderung keine nachhaltige Alternative. Können Rest- und Abfallstoffe aus Biomasse diese Kohlenstoffquelle sein und wie sind diese einzuordnen?Der vorliegende Zwischenbericht aus dem Forschungsvorhaben: Kriterien für eine nachhaltige Bereitstellung und klimagerechte Integration von strombasierten Energieträgern widmet sich dieser Frage. Zuerst werden Daten zu globalen Reststoffpotentialen aus Literaturquellen zusammengefasst. Nachfolgend werden CO₂-Bedarfe von technischen Prozessen für die Herstellung von Wasserstoffderivaten beleuchtet. Abschließend findet eine qualitative Nachhaltigkeitsbewertung der betrachteten CO₂-Punktquellen und ein Abgleich von globalem Potential und globaler Nachfrage statt.
Kriterien für eine nachhaltige Bereitstellung und klimagerechte Integration von strombasierten erneuerbaren Energieträgern
(2026)
Der vorliegende Abschlussbericht des Forschungsvorhabens „Kriterien für eine nachhaltige Bereitstellung und klimagerechte Integration von strombasierten erneuerbaren Energieträgern“ enthält Zusammenfassungen der einzeln veröffentlichten Teilberichte und ordnet diese in einem größeren Zusammenhang ein. Ziel des Vorhabens ist die wissenschaftliche Bewertung, wie strombasierten erneuerbaren Energieträgern (PtGLS: Power-to-Gas, -Liquid, -Solid) eine nachhaltige und klimagerechte Rolle in der Transformation des Energiesystems zukommen kann. Im Fokus stehen: die klimapolitisch notwendige Hochskalierung dieser Technologien, die regulatorischen Rahmenbedingungen, die ökologischen und sozioökonomischen Auswirkungen sowie die Entwicklung von Nachhaltigkeitskriterien entlang der gesamten Wertschöpfungskette.
Überblick zur Kostenentwicklung von strombasierten erneuerbaren Energieträgern
(Umweltbundesamt, 2025)
Das vorliegende Kurzpapier aus dem Forschungsvorhaben „Kriterien für eine nachhaltige Bereitstellung und klimagerechte Integration von strombasierten Energieträgern“ analysiert Studien, die sich mit der Kostenentwicklung von Wasserstoff und Wasserstoffderivaten befassen. Es werden die folgenden strombasierten, erneuerbaren Energieträger betrachtet: Wasserstoff, Ammoniak, Methan, Methanol, Fischer-Tropsch Kraftstoffe und Dimethylether, sowie die fossil basierten Energieträger blauer Wasserstoff und blauer Ammoniak. Die Kosten werden den Prozessen: Wasserstoff-Erzeugung, Derivatsynthese, Transport, sowie Rückwandlung und Verteilung zugeordnet. In einem gesonderten Kapitel wird der Einfluss der Kohlenstoffquelle für die Wasserstoff-Derivatsynthese betrachtet. Für die Analyse der Erzeugungskosten des Wasserstoffs und o.g. Wasserstoffderivate wurden Studien zu folgenden Regionen berücksichtigt: MENA, Subsahara-Afrika, Nordamerika, Südamerika, Australien, Nordeuropa, Iberische Halbinsel, restliches Europa (ohne Deutschland) und Deutschland. Es zeigt sich, dass es auch bei Betrachtung des gleichen Energieträgers aus der gleichen Erzeugungsregion zu teils starken Abweichungen bezüglich aktueller und zukünftiger Produktionskosten kommt. Die lässt sich auf grundlegende, methodische Ansätze der Studien, sowie die darin gesetzten Randbedingungen, z.B. zukünftige Entwicklung einer beteiligten Technik, zurückführen. Alle Ergebnisse sind in der o.g. Aufteilung in Übersichtsgrafiken unter Nennung der jeweiligen Quelle dargestellt.
Klima- und Umwelteffekte der Herstellung von PtGLS-Produkten und technische Maßnahmen zur Minderung
(2026)
Im Forschungsvorhaben „Kriterien für eine nachhaltige Bereitstellung und klimagerechte Integration von strombasierten Energieträgern“ wurden für eine Vielzahl von Produktionspfaden für Wasserstoff (grün, blau, türkis), Ammoniak, Methan, Methanol, Dimethylether (DME) und Fischer-Tropsch-Produkte wurden Lebenszyklusanalysen (LCA) durchgeführt.Die Analyse zeigt, in den meisten Fällen erzielen die strombasierten Produktionspfade deutliche Klimavorteile gegenüber fossilen Referenzen. Vorausgesetzt ist, dass die gesamte Prozesskette mit erneuerbarem Strom betrieben wird. In anderen Umweltkategorien (z. B. Versauerung, Eutrophierung, Flächenbedarf) können aber höhere Belastungen auftreten.
Climate and environmental effects of the manufacture of PtGLS products and technical measures for mitigation
(2026)
Life cycle analyses (LCA) were conducted for 56 production pathways for hydrogen (green, blue, turquoise), ammonia, methane, methanol, dimethyl ether (DME) and Fischer-Tropsch products, supplemented by 12 target scenarios for optimized future technologies.In most cases, the electricity-based production paths have significant climate advantages over fossil references – provided that the entire process chain is operated with renewable electricity. In other environmental categories (e.g. acidification, eutrophication, land use) higher loads may occur. The choice of power source (wind, PV) and transportation options (pipeline, ship, ammonia, LOHC) significantly influence the environmental impact.