Chemische Industrie

Hintergrund

Die Chemie ist bezogen auf den Umsatz die drittstärkste Industrie Deutschlands. Nicht nur die energetische Defossilisierung der Prozesse wird herausfordernd, sondern auch die stoffliche  Versorgung steht vor einem Wandel. Bisher basiert ein Großteil der stofflichen Grundstoffe in der Chemie auf Fossilen. Die energetische und stoffliche Quelle für die chemische Industrie gilt es zu ersetzen. Die Elektrifizierung und alternative Technologien spielen aus energetischer Sicht die wichtigste Rolle. In Verfahren, wie bspw. Hochtemperaturprozesse, die sich nicht elektrifizieren lassen, bieten Wasserstoff und dessen Derivate eine mögliche Lösung. Aus stofflicher Sicht gibt es Möglichkeiten die Rohstoffquelle nachhaltig zu gestalten. Alternativen bieten zum Teil Rohstoffe biogenen Ursprungs und die Optimierung des Wirkungsgrads vom Recycling. Mit den atomaren Bestandteilen, Kohlenstoff und Wasserstoff, sowie ausreichend Energie lassen sich Kohlenwasserstoffe per Bottom-Up-Verfahren darstellen. Unter hohen Drücken und Temperaturen sowie den passenden Edukten lässt sich bspw. Methan oder Methanol erzeugen. Dies bildet bspw. den Grundbaustein für  die organische Chemie oder für die Herstellung von Kraftstoffen.

Noch bewegt sich die Transformation dieser Branche zurückhaltend. HYPOS bringt sich dafür ein, diese zu beschleunigen, indem Synergien mit Akteuren über die gesamte Wertschöpfungskette sowie anderen Unternehmen und Branchen erschlossen werden. Der Hochlauf von Erzeugung, Distribution und Nutzung von Grünem Wasserstoff kann nicht isoliert geschehen, sondern muss, um erfolgreich zu sein, parallel forciert werden. Darin, diese Bereiche zu vereinen und zu koordinieren, sieht sich HYPOS in der Verantwortung und möchte in enger Zusammenarbeit mit Ihnen schnellstmöglich eine funktionierende Wasserstoffwirtschaft schaffen. 

HYPOWER WASSERSTOFFREGION Mitteldeutschland

Heute etablieren Partner aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik eine Grüne Wasserstoffwirtschaft in den drei Bundesländer Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen. Eine Projektauswahl mit Mobilitätsfokus finden Sie unter HYPOWER Mitteldeutschland:

Grünes Methanol - Projekt der Südzucker GroupMethanol-Synthese Zella-MehlisStrukturtransformation: Analyse und Politik

HYPOS-Positionspapier

Herausforderungen und Perspektiven für die Nutzung von Grünem Wasserstoff in der chemischen Industrie Deutschlands
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Ansprechpartner

Projektmanager bei HYPOS, der Wasserstoff-Projekte in der chemischen Industrie, E-Fuels-Produktion und energieintensiven Prozessen betreut, im Porträt vor hellem Hintergrund.
Tobias Richter, M. SC.
Projekt- und Clustermanagement

+49 (0) 176 242 523 78

richter@hypos-germany.de

Wasserstoff in der chemischen Industrie

Die chemische Industrie bzw. die chemisch-pharmazeutische Industrie ist eine der bedeutendsten Branchen Deutschlands mit einem Gesamtumsatz von rund 222,6 Milliarden Euro im Jahr 2024 und knapp 480.000 Beschäftigten. Sie trägt etwa 2-3 % zur gesamtwirtschaftlichen Bruttowertschöpfung bei. Wasserstoff spielt hierbei eine zentrale Rolle: Er ist ein elementarer Rohstoff für Syntheseprozesse und wird sowohl als Energieträger als auch als Basis für eine Vielzahl chemischer Produkte eingesetzt. Aktuell liegt der Wasserstoffbedarf der deutschen chemischen Industrie bei etwa 37 TWh pro Jahr, wobei der Großteil noch fossil-basiert erzeugt wird. Mit dem verstärkten Einsatz von grünem Wasserstoff, der aus erneuerbaren Energien stammt, wird die Branche einen entscheidenden Beitrag zur Dekarbonisierung und Klimaneutralität leisten.

Grünes Laub im Vordergrund vor Industrieanlage mit Dampfsäule – symbolisiert Dekarbonisierung der chemischen Industrie durch grünen Wasserstoff
Industrielle Wasserstofftanks mit Aufschrift H₂ ENERGY vor Hochspannungsleitungen – Darstellung moderner Wasserstoffinfrastruktur

Wie wird Wasserstoff in der chemischen Industrie eingesetzt?

Als Synthesebaustein: Besonders bei der Ammoniak- und Methanolproduktion ist Wasserstoff ein unverzichtbarer Bestandteil.

Als Reduktionsmittel: Viele Hydrierungsprozesse, z.B. bei Ölen, Fetten und Kraftstoffen, basieren auf Wasserstoff.

Als Energieträger: Wasserstoff wird für Hochtemperaturprozesse genutzt, die sich nur schwer elektrifizieren lassen.

Als Bestandteil von Synthesegas (CO + H₂): Synthesegas wird für die Produktion von Methanol, synthetischen Kraftstoffen und weiteren Grundchemikalien eingesetzt.

Für was wird Wasserstoff in der Industrie verwendet?

Wasserstoff ist ein Schlüsselrohstoff für:

Ammoniak (NH₃): Basis für Düngemittel wie Harnstoff.

Methanol (CH₃OH): Einsatz in Kunststoffen, Lösungsmitteln und synthetischen Kraftstoffen.

Produktion von Olefinen und Aromaten: Zentrale Bausteine für Kunststoffe, Chemiefasern und Spezialchemikalien.

Hydrierung und Veredelung: Wasserstoff dient als Reduktionsmittel, um chemische Zwischenprodukte zu veredeln.

Wie wird Wasserstoff hergestellt?

Der Großteil des industriellen Wasserstoffs wird heute noch fossil erzeugt, doch neue Technologien gewinnen an Bedeutung:

Erdgasdampfreformierung (SMR): Konventionelle Herstellung aus Erdgas.

Wasserelektrolyse: Erzeugung von grünem Wasserstoff durch Spaltung von Wasser mit erneuerbarem Strom (PEM- oder alkalische Elektrolyse).

Methanpyrolyse: Gewinnung von Wasserstoff und festem Kohlenstoff ohne CO₂-Emissionen.

Vergasung von Biomasse und Kunststoffen: Herstellung von Synthesegas, das zu Wasserstoff weiterverarbeitet werden kann.

Reverse Water-Gas Shift (rWGS): Umsetzung von CO₂ mit Wasserstoff zu SynthesegasChemische_Industrie.

Vorteile von grünem Wasserstoff in der chemischen Industrie

Grüner Wasserstoff bietet der chemischen Industrie gleich mehrere Vorteile: Er ermöglicht eine nahezu CO₂-freie Produktion, da bei seiner Herstellung ausschließlich erneuerbare Energien genutzt werden. Dadurch können Unternehmen ihre THG-Emissionen drastisch senken und sich auf kommende Klimaschutzvorgaben vorbereiten. Außerdem schafft grüner Wasserstoff die Grundlage, fossile Rohstoffe wie Erdgas oder Naphtha zu ersetzen und damit die stoffliche Defossilisierung voranzutreiben. Insbesondere bei Prozessen, die sich nicht elektrifizieren lassen – etwa Hochtemperaturverfahren – stellt Wasserstoff eine klimaneutrale Alternative dar. Zudem eröffnet er neue Wege in der Kreislaufwirtschaft, etwa durch die Kombination mit CO₂ zur Herstellung synthetischer Rohstoffe wie Methanol oder synthetischen Kraftstoffen. Damit ist grüner Wasserstoff ein zentraler Baustein für eine nachhaltige und zukunftsfähige Chemieindustrie.

Vorteile von grünem Wasserstoff in der chemischen Industrie

Nahezu CO2-freie
Produktion

Ersatz für
fossile Rohstoffe

Klimaneutrale
Prozesswärme

Kreislaufwirtschaft
ermöglichen

Zukunft und Perspektiven von Wasserstoff in der Chemischen Industrie

Der Wasserstoffbedarf der chemischen Industrie könnte bis 2050 auf über 220 TWh ansteigen. Neue Anwendungen, etwa die Methanol-to-X-Prozesse, die Herstellung synthetischer Kraftstoffe oder die Dekarbonisierung von Hochtemperaturprozessen, werden diese Entwicklung weiter vorantreiben. Wasserstoff gilt als Schlüssel zur Klimaneutralität und zum Aufbau nachhaltiger Wertschöpfungsketten. Ein Hoffnungsträger für die chemische Industrie, der in einer nachhaltigen Welt Zukunftsperspektiven eröffnet und die umweltfreundliche Herstellung vielfältiger Produkte wie Kunststoffe ermöglicht.

Wasserstoffbedarfe der chemischen Industrie

nach Studienlage in Terawattstunden [1] [13] [52] [53] [54]

Liniendiagramm zu Wasserstoffbedarf der chemischen Industrie in Deutschland bis 2050 laut verschiedenen Studien (z. B. DECHEMA, UBA, NWR)

© acatech/DECHEMA

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Dann werden Sie Mitglied im HYPOS-Netzwerk und gestalten Sie den Wandel der Chemiebranche aktiv mit. Gemeinsam treiben wir den Einsatz von grünem Wasserstoff als Rohstoff voran – für eine klimaneutrale, wettbewerbsfähige und vernetzte Industrie.

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