Marktbericht für grünen Wasserstoff: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Technologie (Protonenaustauschmembran-Elektrolyseur, Alkalischer Elektrolyseur, Festoxid-Elektrolyseur), Anwendung (Stromerzeugung, Transport, Heizung, Sonstige), Endverbrauchsbranche (Lebensmittel & Getränke, Medizin, Chemie, Petrochemie, Glas, Sonstige), erneuerbare Energiequelle (Windenergie, Solarenergie, Sonstige (Geothermie, Wasserkraft und Hybrid aus Wind- und Solarenergie)), Vertriebskanal (Pipeline, Fracht) und Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika) – Prognosen für 2026–2034

Wachstumsfaktoren des Marktes für grünen Wasserstoff

Zunehmende Besorgnis hinsichtlich der Reduzierung von Kohlenstoffemissionen

Die Besorgnis über CO₂-Emissionen und die globale Erwärmung nimmt zu. Regierungen weltweit haben verschiedene Maßnahmen und Vorschriften zur Reduzierung der CO₂-Emissionen in unterschiedlichen Sektoren erlassen. Elektrolyseure erzeugen Wasserstoff durch Elektrolyse, bei der Wasser mithilfe von Strom in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten wird. Der verwendete Strom stammt entweder aus erneuerbaren oder nicht erneuerbaren Energien.

Darüber hinaus kann Wasserstoff mithilfe von Elektrolyseuren in Kombination mit Solar- oder Windenergie erzeugt werden. Dieses Verfahren fördert die Produktion von grünem Wasserstoff mit einer CO₂-neutralen Bilanz. Daher entscheiden sich viele Branchen für Elektrolyseure mit einer Leistung von 1–5 MW, um ihre CO₂-Bilanz zu verbessern, was maßgeblich zum Wachstum des globalen Marktes beiträgt.

Ausbau der Technologien zur Produktion von grünem Wasserstoff

Wasserstoff wird derzeit mithilfe verschiedener Technologien erzeugt, darunter Dampfreformierung von Methan, partielle Öloxidation, Kohlevergasung und Wasserelektrolyse. Der Großteil des aktuell produzierten Wasserstoffs wird in Erdölraffinerien und der Düngemittelherstellung verwendet. 99 % davon stammen aus der Reformierung fossiler Brennstoffe, dem kostengünstigsten Verfahren. Mehrere Organisationen investieren in den Bau neuer Anlagen zur Produktion von grünem Wasserstoff, um zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen beizutragen. Akzo Nobel, ein niederländisches Farben- und Chemieunternehmen, und Gasunie, ein Gasnetzbetreiber, kündigten 2019 ein Projekt zur Entwicklung der größten Anlage Europas zur Produktion von grünem Wasserstoff an. All diese Faktoren dürften das Marktwachstum ankurbeln.

Marktbeschränkung

Hohe Investitionskosten für die Wasserstoffspeicherung

In Hochdruckbehältern kann Wasserstoff als komprimiertes Gas, als Flüssigkeit bei -253 °C oder in chemischer Form durch Reaktion oder Absorption von Chemikalien oder Metallverbindungen gespeichert werden. Mittels Elektrolyse lässt sich Strom in Form von Wasserstoff speichern. Wasserstoff wird zur Stromerzeugung genutzt. Die Effizienz ist jedoch derzeit geringer als bei anderen Speichertechnologien. Dennoch wächst das Interesse an der Wasserstoffspeicherung aufgrund ihrer höheren Speicherkapazität im Vergleich zu Batterien.

Aktuell ist die Speicherung von Wasserstoffenergie teurer als die Speicherung fossiler Brennstoffe. Flüssiger Wasserstoff besitzt eine höhere Dichte als gasförmiger Wasserstoff und muss verflüssigt werden, was eine komplexe Anlage erfordert und die Gesamtkosten erhöht. Die physikalische Wasserstoffspeicherung, bei der Wasserstoff in Feststoffen auf Oberflächen gebunden ist, wird zunehmend durch die Speicherung in flüssigem Wasserstoff ersetzt. All diese Faktoren hemmen das Marktwachstum.

Marktchance

Günstige Regierungspolitik zur Förderung von Elektrofahrzeugen

ElektrofahrzeugeElektroautos nutzen Wasserstoff-Brennstoffzellen als Batterien. Der Einsatz von Elektroautos reduziert den CO₂-Ausstoß, was wiederum die Luftverschmutzung verringert und den Verbrauch der sich rasch erschöpfenden fossilen Brennstoffe eindämmt. Daher bieten verschiedene Regierungen unterschiedliche Förderprogramme und Subventionen für Kunden und Hersteller an, um die Elektromobilität zu fördern.

Weltweit bauen Regierungen beispielsweise die öffentliche Infrastruktur aus und setzen auf elektrische öffentliche Verkehrsmittel. Zudem führt die stark gestiegene Nachfrage nach Elektrofahrzeugen zu einem erhöhten Bedarf an Wasserstoff, was wiederum die Nachfrage nach Elektrolyseuren ankurbelt. All diese Faktoren bieten somit Potenzial für die Expansion der Branche im Prognosezeitraum.

Marktsegmentierung

Technologie-Einblick

Das Segment der alkalischen Elektrolyseure dominiert den Weltmarkt und wird voraussichtlich das am schnellsten wachsende Segment bleiben. Es wird erwartet, dass es bis 2030 einen Wert von 12.495 Millionen US-Dollar mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 55 % erreichen wird. Der Elektrolyt in einem alkalischen Elektrolyseur ist eine flüssige alkalische Lösung aus Kalium- oder Natriumhydroxid und weist eine längere Betriebszeit als PEM-Elektrolyseure auf. Darüber hinaus sind alkalische Elektrolyseure kostengünstiger als PEM-Elektrolyseure, was das Wachstum dieses Segments in Zukunft voraussichtlich weiter ankurbeln wird.

Es wird erwartet, dass das Segment der PEM-Elektrolyseure im Prognosezeitraum am schnellsten wachsen wird. Bis 2030 soll es einen Wert von 10,1 Milliarden US-Dollar erreichen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 55 % entspricht. PEM-Elektrolyseure weisen aufgrund des auf einem speziellen Kunststoff basierenden Feststoffelektrolyten eine höhere mechanische Stabilität als vergleichbare alkalische Elektrolyseure auf. Darüber hinaus tragen die geringere Gasdurchlässigkeit und Dicke der Protonenaustauschmembranen sowie die hohe Protonenleitfähigkeit dieser Elektrolyseure zum Wachstum dieses Segments bei. PEM-Elektrolyseure ermöglichen den Betrieb mit hohen Stromdichten. Dies reduziert die Betriebskosten bei der Wasserelektrolyse. Die vielfältigen Vorteile von PEM-Elektrolyseuren sind somit die wichtigsten Treiber für das globale Marktwachstum.

Der Markt für Festoxid-Elektrolyseure (SOEs) ist der drittgrößte. Bis 2030 wird ein Marktvolumen von 280 Millionen US-Dollar mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 51 % prognostiziert. Die Elektrolyse in SOEs findet statt, wenn Elektronen aus dem externen Stromkreis mit Wasser reagieren. An der Kathode entstehen Wasserstoffgas und negative Ionen. Sauerstoff diffundiert durch feste Keramikmembranen und reagiert an der Anode zu Wasserstoff. SOEs arbeiten bei höheren Temperaturen, beispielsweise über 500 °C. Die Vorteile des Einsatzes von Elektrolyseuren bei höheren Temperaturen treiben das Marktwachstum maßgeblich an.

Anwendungseinblicke

Der Bereich der Stromerzeugung dominierte den Markt und wird voraussichtlich auch weiterhin das am schnellsten wachsende Segment bleiben. Es wird geschätzt, dass er bis 2030 einen Wert von 17.605 Millionen US-Dollar erreichen wird, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 55 % entspricht. Wasserstoff gilt als Ersatz für fossile Brennstoffe, da die Wasserwiederverwendung kontinuierlich erfolgt. Darüber hinaus haben Wind- und Solarenergiequellen für die in der Elektrolyse verwendete Elektrizität das Wachstum des Elektrolyseurmarktes vorangetrieben.

Der Transportsektor wird im Prognosezeitraum voraussichtlich moderat wachsen. Bis 2030 wird ein Wert von 4240 Millionen US-Dollar mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 54 % erwartet. Die Transportbranche trägt maßgeblich zu den CO₂-Emissionen bei und sucht daher kontinuierlich nach Möglichkeiten, ihren CO₂-Fußabdruck zu reduzieren. Elektrofahrzeuge, die mit Benzin betrieben werden, sind ein Beispiel dafür.Brennstoffzellenoder Batterien dienen der Industrie als ideale Möglichkeit, ihre Kohlenstoffemissionen zu senken.

Der erzeugte Wasserstoff wird in Brennstoffzellen gespeichert und anschließend zum Antrieb von Fahrzeugen genutzt. Brennstoffzellenfahrzeuge (BZV) sind bereits in vielen Ländern wie Deutschland und den USA verfügbar. Sie werden in Bussen, leichten und schweren Lkw, Flurförderzeugen, unbemannten Fluggeräten, Schienenfahrzeugen und Schiffen eingesetzt. In Deutschland verkehren bereits Brennstoffzellenzüge auf der Schiene, und Japan und Südkorea stehen kurz vor der Einführung derselben Technologie. Unternehmen wie Hyundai, Toyota und Honda bieten kommerzielle BZV an. Diese Wasserstoffanwendungen in Brennstoffzellen, bei denen der Wasserstoff mittels Elektrolyse erzeugt wird, treiben das Marktwachstum im Transportwesen voran.

Einblick in die Endverbraucherbranche

Im Jahr 2020 dominierte der Petrochemiesektor den Markt und sollte Prognosen zufolge auch weiterhin das am schnellsten wachsende Segment bleiben. Bis 2030 wird ein Wert von 9925 Millionen US-Dollar mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 55 % erwartet. Kommerzielle Wasserstoffanwendungen sind zwar nicht neu, doch kohlenstoffintensive Schwerindustrien wie Ölraffinerien und petrochemische Anlagen sind weltweit führend bei Projekten zur Entwicklung kohlenstoffarmer Wasserstofftechnologien. In der petrochemischen Industrie wird Wasserstoff bereits eingesetzt und seine Verwendung wird voraussichtlich auch in Zukunft zunehmen. Dies gilt insbesondere für Regionen mit reichhaltigen Schwerölvorkommen. Darüber hinaus könnte das CO₂ aus diesen Raffinerien und Chemieanlagen mit Wasserstoff kombiniert werden, um einen erneuerbaren synthetischen Kraftstoff herzustellen.

Der Lebensmittel- und Getränkesektor wird im Prognosezeitraum voraussichtlich moderat wachsen. Bis 2030 wird ein Marktvolumen von 5115 Millionen US-Dollar mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 55 % erwartet. Eine zuverlässige Energiequelle ist unerlässlich für den reibungslosen und effizienten Betrieb von Produktions-, Vertriebs- und Verpackungsanlagen. Brennstoffzellen werden von zahlreichen Unternehmen der US-amerikanischen Lebensmittelindustrie zur Stromversorgung und teilweise auch zur Beheizung und Kühlung ihrer Produktionsstätten eingesetzt. Unternehmen wie Coca-Cola, Kellogg’s, Pepperidge Farm und The Wonderful Company nutzen grünen Wasserstoff. Dadurch sparen diese Unternehmen Kosten auf verschiedenen Ebenen, unter anderem durch die Reduzierung von Umweltverschmutzung, Energiekosten und Wasserverbrauch. Die Nutzung von Abfällen als Brennstoff trägt voraussichtlich zu weiteren Kosteneinsparungen bei, was wiederum das Marktwachstum ankurbelt.

Der medizinische Sektor ist der drittgrößte Markt. Es wird erwartet, dass er bis 2030 einen Wert von 2320 Millionen US-Dollar erreichen wird, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 55 % entspricht. Wasserstoff (H₂) hat sich in verschiedenen Organen, darunter Gehirn, Herz, Bauchspeicheldrüse, Lunge und Leber, als präventiv und therapeutisch wirksam erwiesen. Daher treibt die Verwendung von Wasserstoff im medizinischen Bereich das Wachstum des Wasserstoffmarktes voran.

Regionale Einblicke

Trend auf dem europäischen Markt für grünen Wasserstoff

Europa ist aufgrund massiver Investitionen der europäischen Volkswirtschaften, die den Übergang zu einer sauberen, wasserstoffbasierten Wirtschaft anstreben, führend auf dem globalen Wasserstoffmarkt. Bis 2030 wird ein Marktvolumen von 10,36 Milliarden US-Dollar mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 55 % prognostiziert. Europa zählt zu den wichtigsten Akteuren auf dem globalen Markt für grünen Wasserstoff, wobei Deutschland, Frankreich, Spanien und Großbritannien die fünf führenden Länder der Region sind. Europa liefert zudem gespeicherten Wasserstoff über Verbindungsleitungen nach Nordafrika und in andere Regionen und trägt so positiv zum Wachstum des Wasserstoffmarktes bei. Darüber hinaus beflügeln die steigende Produktion von sauberem Wasserstoff und die führende Elektrolyseurindustrie der Region das Marktwachstum. Es wird erwartet, dass der europäische Markt für grünen Wasserstoff seine Marktposition im gesamten Prognosezeitraum behaupten wird.

Der asiatisch-pazifische Raum umfasst China, Japan, Indien, Südkorea und die übrigen Länder des asiatisch-pazifischen Raums. Es wird erwartet, dass er bis 2030 einen Wert von 4805 Millionen US-Dollar erreichen wird, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 55 % entspricht. Asien-Pazifik ist die am schnellsten wachsende Region, wobei Australien und Japan die bedeutendsten Wachstumstreiber sind. Der Markt wird durch den sprunghaften Anstieg des Energiebedarfs und das Wachstum angetrieben, wodurch die Erzeugung grüner Energie in der Region an Bedeutung gewinnt. Da konventionelle Energiequellen Schwierigkeiten haben, den steigenden Energiebedarf zu decken, rücken erneuerbare Energien immer stärker in den Fokus. Der Marktanteil von grünem Wasserstoff im asiatisch-pazifischen Raum wird zudem durch bedeutende politische Änderungen zur Steigerung der Produktion grüner Energie sowie durch groß angelegte Projekte für grünen Wasserstoff in Australien und Japan beflügelt.

Markttrend für grünen Wasserstoff in Nordamerika

Nordamerika ist die zweitgrößte Region. Es wird erwartet, dass sie bis 2030 einen Wert von 7135 Millionen US-Dollar erreichen wird, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 55 % entspricht. Nordamerika dürfte im Prognosezeitraum ein signifikantes Wachstum verzeichnen, wobei die USA und Kanada aufgrund der Umsetzung von Strategien für saubere Energie führend in der Region sein werden. Kalifornien hält den größten Marktanteil in den Vereinigten Staaten, wobei das Wachstum durch ambitionierte Dekarbonisierungsziele wie die Abschaffung von gas- oder dieselbetriebenen öffentlichen Bussen bis 2040 angetrieben wird.

Darüber hinaus sind der zunehmende Einsatz erneuerbarer Energien in Wohn- und Gewerbegebieten, angetrieben durch die Kaufkraft der Verbraucher und regulatorische Änderungen, wichtige Faktoren für das Wachstum des Marktes für grünen Wasserstoff. Zusätzlich wird das regionale Marktwachstum durch den Ausbau der Produktionskapazitäten und die steigende Anzahl von Herstellern grünen Wasserstoffs beeinflusst.