Zusätzlichkeitskriterium für grünen Wasserstoff

Das Zusätzlichkeitskriterium für grünen Wasserstoff bezeichnet die Anforderung, dass der Strom für die Herstellung von Wasserstoff per Elektrolyse aus zusätzlichen erneuerbaren Erzeugungsanlagen stammen soll. Zusätzliche Anlagen sind Wind- oder Solaranlagen, die wegen des neuen Strombedarfs der Elektrolyse errichtet werden und nicht lediglich bereits vorhandenen erneuerbaren Strom umwidmen. Der Begriff gehört zu den zentralen Regeln, mit denen bestimmt wird, wann Wasserstoff als erneuerbar oder „grün“ anerkannt werden kann.

Die technische Ausgangslage ist einfach: Ein Elektrolyseur spaltet Wasser mit Strom in Wasserstoff und Sauerstoff. Klimapolitisch ist dieser Wasserstoff nur dann emissionsarm, wenn der eingesetzte Strom selbst emissionsarm ist. Im Stromsystem reicht dafür eine jährliche Strombilanz allein nicht aus. Wenn ein Elektrolyseur Strom verbraucht, steigt die Nachfrage im Netz. Wird dieser zusätzliche Verbrauch nicht durch zusätzliche erneuerbare Erzeugung gedeckt, muss das Stromsystem an anderer Stelle reagieren. Je nach Stunde, Netzgebiet und Kraftwerkspark können dann fossile Kraftwerke länger laufen oder weniger erneuerbarer Strom für andere Verbraucher verfügbar sein.

Das Zusätzlichkeitskriterium soll diese Verdrängung vermeiden. Es verbindet die Produktion von Grünem Wasserstoff mit dem Ausbau von Erneuerbaren Energien. Ein Elektrolyseur soll dem Stromsystem nicht nur eine neue Last hinzufügen, sondern zugleich einen Grund schaffen, zusätzliche Wind- oder Solaranlagen zu errichten. Damit wird aus einer bilanziellen Behauptung eine Investitionsanforderung.

Abgrenzung zu Herkunftsnachweisen und Ökostromtarifen

Zusätzlichkeit wird häufig mit Herkunftsnachweisen verwechselt. Ein Herkunftsnachweis belegt, dass irgendwo eine bestimmte Menge Strom aus erneuerbaren Quellen erzeugt wurde. Er sagt aber nicht zwingend, ob diese Erzeugung wegen des Elektrolyseurs zusätzlich entstanden ist. Ein Elektrolyseur kann rechnerisch mit Herkunftsnachweisen versorgt werden, während physisch im selben Zeitraum Strom aus dem allgemeinen Kraftwerksmix bezogen wird. Für private Ökostromtarife mag diese Bilanzierung eine bestimmte Funktion erfüllen. Für die Zertifizierung von Wasserstoff als erneuerbarer Kraftstoff reicht sie in der Regel nicht aus, weil der zusätzliche Strombedarf der Wasserstoffproduktion sehr groß werden kann.

Auch die Begriffe erneuerbar, emissionsarm und zusätzlich sind zu trennen. Erneuerbarer Strom stammt aus Quellen wie Wind, Sonne, Wasser oder Biomasse. Emissionsarm beschreibt die Treibhausgaswirkung über eine definierte Bilanzgrenze. Zusätzlichkeit beschreibt dagegen den Zusammenhang zwischen einer neuen Stromnachfrage und neu errichteter erneuerbarer Erzeugung. Eine bestehende Windanlage erzeugt erneuerbaren Strom, aber ihr Strom ist für einen neuen Elektrolyseur nicht automatisch zusätzlich.

Das Kriterium ersetzt auch nicht die Frage nach der tatsächlichen Betriebsweise. Ein Elektrolyseur kann über langfristige Stromlieferverträge mit neuen Windparks verbunden sein und dennoch zu Stunden laufen, in denen diese Anlagen keinen Strom erzeugen. Deshalb stehen Zusätzlichkeit, zeitliche Korrelation und räumliche Korrelation häufig gemeinsam in Regelsystemen. Zusätzlichkeit fragt, ob neue Erzeugungskapazität entsteht. Zeitliche Korrelation fragt, ob Verbrauch und erneuerbare Erzeugung zeitlich zusammenpassen. Räumliche Korrelation fragt, ob beide im relevanten Markt- oder Netzgebiet zusammengehören.

Die Rolle der EU-Regeln

In der Europäischen Union ist das Zusätzlichkeitskriterium vor allem im Zusammenhang mit erneuerbaren Kraftstoffen nicht biogenen Ursprungs relevant, den sogenannten RFNBO. Dazu zählen insbesondere Wasserstoff und daraus hergestellte synthetische Kraftstoffe, wenn sie mit erneuerbarem Strom erzeugt werden. Die EU-Regeln legen fest, unter welchen Bedingungen Strombezug aus dem Netz für solche Produkte als erneuerbar angerechnet werden darf.

In der Praxis geschieht dies häufig über Stromlieferverträge, sogenannte Power Purchase Agreements. Ein Betreiber eines Elektrolyseurs schließt dabei einen Vertrag mit einem Betreiber einer neuen Wind- oder Solaranlage. Die Anlage darf in der Regel nicht zu alt sein, damit der Strombezug als zusätzlich gelten kann. Außerdem enthält das Regelwerk Vorgaben dazu, wie Stromerzeugung und Stromverbrauch zeitlich zuzuordnen sind. Solche Regeln sind technisch anspruchsvoll, weil sie die Logik des Strommarkts mit der Zertifizierung eines chemischen Produkts verbinden.

Die institutionelle Funktion dieser Vorgaben liegt in der Vermeidung von Doppelzählung und Scheinminderung. Ohne Zusätzlichkeitsanforderung könnten mehrere Akteure denselben erneuerbaren Strom für unterschiedliche Klimabilanzen beanspruchen. Stromkunden würden weiterhin erneuerbaren Strom nachfragen, Elektrolyseure würden dieselbe Erzeugung für Wasserstoffprodukte anrechnen, und die tatsächliche fossile Reststromerzeugung im Netz könnte unverändert bleiben. Das Zusätzlichkeitskriterium zwingt die Bilanzierung näher an die Frage, welche Investition und welcher Betrieb tatsächlich ausgelöst werden.

Warum das Kriterium im Stromsystem praktisch relevant ist

Wasserstoffproduktion kann sehr große Strommengen benötigen. Wird Wasserstoff in Industrie, Raffinerien, Chemie, Stahlherstellung, Schifffahrt oder Luftverkehr eingesetzt, verschiebt sich ein Teil des Energiebedarfs in den Stromsektor. Diese Verschiebung kann sinnvoll sein, wenn sie fossile Brennstoffe ersetzt und der Stromausbau mitwächst. Ohne zusätzlichen Ausbau erhöht sie jedoch den Druck auf Erzeugung, Netze und Regelung des Stromsystems.

Das Zusätzlichkeitskriterium macht sichtbar, dass grüner Wasserstoff kein isoliertes Produkt ist. Seine Klimawirkung hängt an Investitionen in erneuerbare Erzeugung, am Netzanschluss, an Marktregeln, an Zertifizierung und an der Fahrweise der Elektrolyse. Ein Elektrolyseur ist aus Sicht des Stromsystems eine steuerbare Last. Er kann flexibel betrieben werden und damit auf Wind- und Solarerzeugung reagieren. Diese Fähigkeit ist wertvoll, wenn der Betrieb tatsächlich an Stromverfügbarkeit, Netzsituation und Preis gekoppelt wird. Läuft der Elektrolyseur dagegen möglichst gleichmäßig, weil nachgelagerte Industrieprozesse eine konstante Wasserstofflieferung verlangen, steigt der Bedarf an Speichern, Backup-Strom oder Wasserstoffzwischenlagerung.

Damit berührt Zusätzlichkeit auch die Frage nach Flexibilität. Ein Elektrolyseur, der in Stunden hoher erneuerbarer Einspeisung läuft und in knappen Stunden pausiert, kann die Integration von Wind- und Solarstrom erleichtern. Ein Elektrolyseur, der unabhängig von der Lage im Stromsystem betrieben wird, erhöht die Last auch in Stunden hoher Residuallast. Das Zusätzlichkeitskriterium allein garantiert keine systemdienliche Fahrweise, aber es setzt eine Mindestbedingung: Der neue Stromverbrauch soll einen entsprechenden Ausbau erneuerbarer Erzeugung nach sich ziehen.

Typische Missverständnisse

Ein häufiges Missverständnis lautet, grüner Wasserstoff sei immer grün, sobald der Elektrolyseur technisch mit Strom statt Erdgas arbeitet. Die Elektrolyse ist jedoch nur das Umwandlungsverfahren. Der Emissionsgehalt des Wasserstoffs folgt wesentlich aus dem Strombezug. Wird ein Elektrolyseur mit Strom aus einem fossil geprägten Netz betrieben, kann der erzeugte Wasserstoff höhere Emissionen verursachen als alternative Herstellungswege.

Ein zweites Missverständnis betrifft die Jahresbilanz. Wenn ein Elektrolyseur pro Jahr 100 Gigawattstunden Strom verbraucht und ein Windpark pro Jahr 100 Gigawattstunden erzeugt, scheint die Zuordnung vollständig. Für den Strombetrieb zählt jedoch die Stunde. Wind- und Solarstrom schwanken, während Stromnachfrage und Netzrestriktionen ebenfalls zeitlich variieren. Eine reine Jahresbilanz kann verdecken, dass der Elektrolyseur in vielen Stunden Strom aus dem Netz bezieht, in denen die vertraglich zugeordnete erneuerbare Anlage nicht produziert.

Ein drittes Missverständnis entsteht bei der räumlichen Zuordnung. Strom kann im europäischen Binnenmarkt gehandelt werden, aber physikalisch folgt er Netzflüssen und Engpässen. Ein Elektrolyseur in einem Netzgebiet mit hoher Last und begrenzter erneuerbarer Erzeugung entlastet das Stromsystem nicht dadurch, dass er vertraglich Strom aus einer weit entfernten Anlage zugeordnet bekommt. Räumliche Korrelation soll verhindern, dass Zertifikate eine physikalisch und netztechnisch wenig belastbare Verbindung herstellen.

Auch die Behauptung, Zusätzlichkeit verteuere grünen Wasserstoff nur unnötig, verkürzt den Zusammenhang. Das Kriterium erhöht den Aufwand für Projektentwicklung, Vertragsgestaltung und Nachweisführung. Es kann Investitionen verzögern oder kleinere Projekte belasten. Zugleich verhindert es, dass niedrige ausgewiesene Wasserstoffemissionen durch die Umwidmung vorhandener erneuerbarer Strommengen entstehen. Die Kosten verschwinden ohne Zusätzlichkeit nicht. Sie werden nur unsichtbarer und können als höhere Emissionen, zusätzliche fossile Kraftwerkslaufzeiten oder spätere Ausbaukonflikte im Stromsystem auftreten.

Zusammenhang mit Markt, Netzen und Industrie

Für Investoren schafft Zusätzlichkeit Planungspflichten. Wer einen Elektrolyseur baut, braucht nicht allein einen Stromanschluss und einen Abnehmer für Wasserstoff, sondern auch eine belastbare Strategie für erneuerbaren Strombezug. Daraus entstehen langfristige Verträge, gemeinsame Projektentwicklungen oder Standortentscheidungen nahe bei erneuerbarer Erzeugung. Der Standort eines Elektrolyseurs wird dadurch zu einer systemischen Frage: Nähe zu Wind- und Solarstrom, Netzkapazität, Wasserverfügbarkeit, industrielle Nachfrage und Speicheroptionen müssen zusammenpassen.

Für Netzbetreiber ist relevant, ob Elektrolyseure als flexible Lasten auf Engpässe reagieren können. Große Elektrolysekapazitäten an ungeeigneten Standorten können Netzausbau und Redispatchbedarf erhöhen. An passenden Standorten können sie Strom aufnehmen, der sonst abgeregelt würde, und ihn in speicherbaren Wasserstoff umwandeln. Das macht das Zusätzlichkeitskriterium nicht zu einer Netzregel, aber es beeinflusst die Investitionsrichtung. Es entscheidet mit darüber, ob Power-to-X als Ergänzung zum erneuerbaren Ausbau wirkt oder als zusätzlicher Konkurrenzverbraucher im Strommarkt.

Für Industrieunternehmen ist die Regel ebenfalls folgenreich. Grüner Wasserstoff soll fossilen Wasserstoff in Raffinerien und Chemie ersetzen, perspektivisch auch Kohle und Erdgas in bestimmten Hochtemperatur- oder Reduktionsprozessen. Wenn die Anerkennung als grüner Wasserstoff an Zusätzlichkeit gebunden ist, reichen niedrige Strompreise oder allgemeine Ökostromverträge nicht aus. Unternehmen müssen Nachweise führen, Lieferketten zertifizieren und ihre Produktionsprozesse an die Verfügbarkeit erneuerbaren Stroms oder Wasserstoffspeicherung anpassen.

Das Zusätzlichkeitskriterium beschreibt daher keine technische Eigenschaft des Wasserstoffmoleküls. Es beschreibt eine Regel für die Zuordnung von Strom, Investition und Klimabilanz. Seine Stärke liegt darin, die Herstellung von grünem Wasserstoff an den Ausbau erneuerbarer Erzeugung zu koppeln. Seine Grenze liegt darin, dass es allein weder Netzdienlichkeit noch niedrige Kosten noch ausreichende Versorgung mit Wasserstoff garantiert. Dafür braucht es passende Standorte, flexible Betriebsweisen, Speicher, klare Zertifizierung und einen Strommarkt, der Knappheit und Überschüsse zeitlich abbildet.

Präzise verwendet sagt der Begriff: Grüner Wasserstoff ist nur dann glaubwürdig erneuerbar, wenn sein zusätzlicher Strombedarf durch zusätzlichen erneuerbaren Ausbau gedeckt und nicht bloß rechnerisch aus dem vorhandenen Stromsystem herausgelöst wird.