Grüner Wasserstoff: Forschung boomt, doch der wirtschaftliche Durchbruch bleibt aus

Deutschland gehört bei der Entwicklung von Elektrolysetechnologien zur internationalen Forschungs- und Patentspitze. Milliarden an Fördermitteln fließen in neue Verfahren, und die installierte Leistung wächst weltweit. Doch während die Forschung Fortschritte erzielt, werden Ausbaupläne reduziert und Investitionen verschoben. Aktuelle Analysen von Fraunhofer ISI und der Internationalen Energieagentur zeigen, wie groß die Lücke zwischen technologischen Möglichkeiten und wirtschaftlicher Realität weiterhin ist.

Forschung und Patente auf Wachstumskurs

Grüner Wasserstoff gilt als eine Möglichkeit, industrielle Prozesse klimafreundlicher zu gestalten, insbesondere dort, wo sich fossile Energieträger nur schwer direkt durch Strom ersetzen lassen. Produziert wird er durch die Elektrolyse von Wasser mit Strom aus erneuerbaren Energien.

Wie intensiv an dieser Technologie gearbeitet wird, zeigt eine am 15. Oktober 2026 veröffentlichte Analyse des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung (ISI). Im Rahmen des Projekts „H2 Companion“ untersuchten die Wissenschaftler Forschungsaktivitäten, Patentanmeldungen, Förderprogramme und die Entwicklung des Elektrolyseurmarktes.

Zwischen 1827 und 2025 identifizierte das Institut rund 106.500 wissenschaftliche Veröffentlichungen mit Elektrolysebezug. Seit 2020 hat die Zahl der Publikationen deutlich zugenommen. Im internationalen Vergleich liegt Deutschland hinter China und den USA auf dem dritten Platz und führt die europäische Auswertung an.

Auch die Patentanmeldungen spiegeln diese Entwicklung wider. Fraunhofer erfasste rund 4.900 transnationale Patentanmeldungen zu Elektrolysetechnologien. Besonders dynamisch entwickelte sich die Protonenaustauschmembran-Elektrolyse (PEM). Deutschland erreicht bei den untersuchten Patentanmeldungen ebenfalls Rang drei, hinter den USA und Japan.

Die Zahlen dokumentieren intensive Forschungs- und Erfindungsaktivitäten. Sie sagen allerdings noch nicht aus, wie viele der entwickelten Verfahren industriell genutzt werden oder wirtschaftlich erfolgreich sind.

Milliardenförderung soll die Industrialisierung vorantreiben

Die öffentliche Förderung hat erheblich zugenommen. Allein für die in Deutschland untersuchten Elektrolyseprojekte ermittelte Fraunhofer ein Fördervolumen von mehr als 3,6 Milliarden Euro. Auf europäischer Ebene wurden 216 geförderte Projektverbünde identifiziert, für die rund 800 Millionen Euro bereitgestellt wurden.

Im Mittelpunkt stehen vor allem drei Technologien: die etablierte alkalische Elektrolyse, die besonders flexibel regelbare PEM-Elektrolyse und die Hochtemperatur-Elektrolyse, die unter geeigneten Bedingungen hohe Wirkungsgrade erreichen kann.

Die Förderung unterstützt sowohl die Weiterentwicklung bestehender Verfahren als auch neue technologische Ansätze. Für einen wirtschaftlichen Erfolg reicht Forschung allein jedoch nicht aus. Entscheidend ist, ob sich aus den geförderten Technologien wettbewerbsfähige Industrieprodukte entwickeln, die von Unternehmen tatsächlich nachgefragt werden.

China liegt bei der industriellen Umsetzung vorn

Während Deutschland in der Forschung stark vertreten ist, zeigt sich bei der industriellen Umsetzung eine andere internationale Verteilung.

Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) stieg die weltweit installierte Elektrolyseleistung bis Ende 2025 auf mehr als vier Gigawatt. Das ist ein erheblicher Zuwachs gegenüber den Vorjahren.

China nahm dabei eine führende Position ein. Nach den IEA-Daten entfielen 2025 nahezu drei Viertel der neu installierten Elektrolysekapazität auf das Land.

Auch bei den Investitionskosten bestehen Unterschiede. Laut IEA vereint China mehr als 60 Prozent der bereits durch verbindliche Investitionsentscheidungen abgesicherten Elektrolysekapazität auf sich, während Europa auf weniger als 20 Prozent kommt. Gleichzeitig entfällt auf Europa mit rund 45 Prozent ein wesentlich größerer Anteil des entsprechenden Investitionsvolumens als auf China mit etwa 25 Prozent.

Die Daten verdeutlichen, dass Europas hohe Forschungsaktivitäten bislang nicht mit einer entsprechenden führenden Position bei der weltweit installierten Elektrolyseleistung gleichzusetzen sind. Zugleich fallen die Investitionskosten für Elektrolysekapazitäten in Europa höher aus.

Der Wasserstoffmarkt wächst langsamer als ursprünglich geplant

Die größte Herausforderung liegt derzeit nicht allein in der technischen Entwicklung, sondern in der wirtschaftlichen Umsetzung.

Wasserstoff wird weltweit weiterhin überwiegend aus fossilen Energieträgern hergestellt. Emissionsarme Herstellungsverfahren, zu denen neben der Elektrolyse mit erneuerbarem Strom auch weitere Produktionswege gehören, erreichten 2025 nach Angaben der IEA zusammen weniger als ein Prozent der globalen Wasserstoffproduktion.

Zudem haben sich die Erwartungen an den künftigen Ausbau deutlich verändert. In ihrer Marktanalyse von 2024 erfasste die IEA angekündigte Projekte für eine mögliche emissionsarme Wasserstoffproduktion von rund 49 Millionen Tonnen jährlich im Jahr 2030. In der Ausgabe 2025 sank dieser Wert auf etwa 37 Millionen Tonnen, im Bericht 2026 auf 27 Millionen Tonnen.

Innerhalb von zwei Jahren wurde die für 2030 angekündigte Projektpipeline damit um rund 45 Prozent reduziert.

Diese Zahlen bedeuten nicht, dass bereits gebaute Anlagen in entsprechendem Umfang stillgelegt wurden. Sie zeigen vielmehr, dass frühere Ausbauankündigungen nicht im ursprünglich vorgesehenen Umfang aufrechterhalten werden konnten.

Noch deutlicher wird die Unsicherheit bei den Projekten, die bereits einen verbindlichen Investitionsbeschluss erreicht haben oder realisiert wurden. Für diese weist die IEA bis 2030 ein mögliches jährliches Produktionsvolumen von 4,3 Millionen Tonnen aus. Der Abstand zur gesamten angekündigten Projektpipeline bleibt erheblich.

Ohne verbindliche Abnehmer fehlt die wirtschaftliche Grundlage

Ein zentrales Problem ist die fehlende Absicherung der Nachfrage.

Nach Angaben der IEA wurden 2025 neue Abnahmevereinbarungen für emissionsarmen Wasserstoff im Umfang von rund 1,7 Millionen Tonnen jährlich erfasst. Nur etwa ein Fünftel dieser Mengen war durch verbindliche Zusagen abgesichert.

Für Unternehmen, die Elektrolyseanlagen finanzieren und betreiben wollen, ist dies eine entscheidende Hürde. Ohne ausreichend gesicherte Abnehmer lassen sich erwartete Einnahmen nur eingeschränkt kalkulieren.

Hinzu kommt die Kostenfrage. Die IEA stellt fest, dass die Herstellung von Wasserstoff aus fossilen Energieträgern in den meisten Weltregionen kurzfristig weiterhin kostengünstiger bleibt als die Produktion mit erneuerbarem Strom.

Die Wirtschaftlichkeit hängt dabei nicht nur von den Anschaffungskosten eines Elektrolyseurs ab. Ebenso wichtig sind die Strompreise, die tatsächliche Auslastung der Anlagen, Finanzierungskosten und die Möglichkeit, den produzierten Wasserstoff zu wirtschaftlich tragfähigen Preisen abzusetzen.

Marktprognosen unterscheiden sich um Milliarden

Wie unsicher die künftige Entwicklung eingeschätzt wird, zeigt eine weitere Fraunhofer-Auswertung. Das Institut untersuchte 55 Marktstudien aus den Jahren 2019 bis 2026.

Die darin enthaltenen Prognosen für den weltweiten Elektrolyseurmarkt im Jahr 2030 reichen von 651 Millionen bis zu 226 Milliarden US-Dollar Jahresumsatz. Der Median liegt bei 14 Milliarden US-Dollar.

Auch die prognostizierten jährlichen Wachstumsraten unterscheiden sich erheblich. Sie reichen von 5,6 bis 97,7 Prozent.

Die große Spannweite macht deutlich, wie unterschiedlich die Erwartungen und Annahmen der Studien ausfallen. Der Median stellt dabei lediglich den mittleren Wert der ausgewerteten Prognosen dar und ist keine gesicherte Vorhersage für die tatsächliche Marktentwicklung.

Auch deutsche Stadtwerke stoßen auf Schwierigkeiten

Neben großen Industrieunternehmen und Energiekonzernen engagieren sich zunehmend Stadtwerke und regionale Energieversorger im Wasserstoffsektor.

Fraunhofer identifizierte Ende 2025 insgesamt 64 Elektrolyseprojekte mit Beteiligung von 57 Stadtwerken und 17 regionalen Energieversorgern. Die zusammen geplante Elektrolyseleistung beträgt rund 3,2 Gigawatt.

Allerdings befinden sich zahlreiche Vorhaben noch in frühen Entwicklungsphasen. Nach der Auswertung wurden 15 Prozent der erfassten Projekte vorzeitig eingestellt.

Damit zeigt sich auch auf regionaler Ebene die Diskrepanz zwischen angekündigten Kapazitäten und tatsächlich umgesetzten Anlagen.

Technologischer Fortschritt allein schafft noch keinen Markt

Die aktuellen Untersuchungen von Fraunhofer und der IEA zeichnen insgesamt ein differenziertes Bild.

Die Forschung zur Wasserelektrolyse hat sich erheblich intensiviert. Neue Technologien werden entwickelt, internationale Patentanmeldungen nehmen zu, und die weltweit installierte Elektrolyseleistung wächst. Deutschland verfügt über eine breite Forschungsbasis und umfangreiche öffentliche Förderprogramme.

Gleichzeitig bleibt die kommerzielle Umsetzung deutlich hinter zahlreichen früheren Ausbauankündigungen zurück. Hohe Investitionskosten, ein begrenzter Markt für verbindliche Wasserstoffabnahmen und die Konkurrenz durch kostengünstigere fossile Herstellungsverfahren erschweren die Entwicklung.

Die bisherigen Daten lassen daher zwei Schlussfolgerungen zu: Der technologische Fortschritt ist messbar, ein wirtschaftlich tragfähiger globaler Massenmarkt für grünen Wasserstoff dagegen noch nicht nachgewiesen.

Für die weitere Entwicklung wird deshalb weniger die reine Zahl neuer Patente oder angekündigter Projekte ausschlaggebend sein als die Frage, wie viele Anlagen tatsächlich gebaut und ausgelastet werden, zu welchen Kosten sie Wasserstoff produzieren und ob sich dafür langfristig zahlende Abnehmer finden.

Quellen

• Fraunhofer ISI, 15. Oktober 2026: Elektrolyse für grünen Wasserstoff – Forschung und Patente legen zu, Markthochlauf bleibt herausfordernd.
• Fraunhofer ISI: H2 Companion – Forschungsergebnisse zu Elektrolysetechnologien 2026.
• Internationale Energieagentur (IEA), Juni 2026: Global Hydrogen Review 2026, insbesondere die Kapitel zu Produktion, Nachfrage und Investitionen.
• Internationale Energieagentur (IEA): Global Hydrogen Review 2024 und Global Hydrogen Review 2025, für den zeitlichen Vergleich der Projektpipelines.