Power2Jobs - Wasserstoff in Deutschland
Die Wasserstoffwirtschaft wird in den nächsten Jahrzehnten eine entscheidende Rolle in der grünen Transformation Deutschlands spielen. Mit ihrer Hilfe kann das Ziel der Klimaneutralität bei gleichzeitigem Erhalt der deutschen Industrie erreicht werden.
Im Rahmen des Wasserstoffatlas Deutschland hat das Teilprojekt Power2Jobs untersucht, welche Bedeutung die Wasserstoffwirtschaft für die regionalen Arbeitsmärkte haben kann. Im Folgenden werden die Projektergebnisse für Kreise und kreisfreie Städte in Deutschland dargestellt.
zeigt, wie sich die Potenzial- und Herausforderungsprofile der Kreise in Deutschland verteilen.
stellt dar, in welchen regionalen Arbeitsmärkten bereits heute die Kompetenzen vorhanden sind, die in Zukunft in der Wasserstoffwirtschaft benötigt werden.
Teil I: Potenziale und Herausforderungen
In diesem Abschnitt wird zunächst die Wasserstoffrelevanz für die regionalen Arbeitsmärkte in Deutschland verglichen. Dabei wird das regionale Wasserstoffangebot mit der regionalen Wasserstoffnachfrage verglichen. Die Nachfrage wird anhand des Anteils der Beschäftigten gemessen, die in wasserstoffrelevanten Branchen arbeiten.
Zur Erreichung der Klimaneutralität werden wir in Deutschland in den nächsten Jahren komplett auf fossile Energieträger in allen Sektoren verzichten müssen.
In vielen Fällen ist hierfür die Elektrifizierung die effizienteste Lösung: Autos mit Verbrennungsmotoren werden durch Elektroautos ersetzt, statt Öl- und Gasheizungen beheizen Wärmepumpen unsere Wohnungen.
Jedoch wird Elektrifizierung nicht in allen Bereichen der Energiesektoren technisch und wirtschaftlich umsetzbar sein. Insbesondere Hochtemperaturprozesse in der Industrie oder Antriebssysteme, die nicht mit Batterien bedient werden können, stellen eine Herausforderung dar.
Hierfür kann Wasserstoff, welcher mit Hilfe von Elektrolyse aus Wasser gewonnen wird, eine entscheidende Rolle spielen. Entweder kann Wasserstoff direkt (bspw. in Industrieprozessen) genutzt werden oder in Form sogenannter Derivate (Ammoniak, Methanol, synthetischer Methan, Ottokraftstoff, Diesel und Kerosin) zwischengespeichert und später bspw. als Kraftstoff verwendet werden.
Die heute in Deutschland betriebenen Elektrolyseure haben eine Gesamtleistung von etwa 150 MW. Würde man damit rund um die Uhr bei voller Auslastung Wasserstoff produzieren, könnte man mit dem erzeugten Wasserstoff ca. 4.000 40-Tonnen-LKW auf Brennstoffzellen umstellen, was 2 % des heutigen Bestands entspricht.
Laut der Wasserstoffstrategie der Bundesregierung sollen die deutschen Kapazitäten zur Wasserstofferzeugung 2030 auf 10 GW ausgebaut werden.
Im Wasserstoffatlas Deutschland wurde untersucht, in welchen Kreisen diese Kapazitäten auch in Deutschland aufgebaut werden können.
Basierend auf der für die Erzeugung regenerativer Energien zur Verfügung stehenden Fläche, Sonnenstunden, Windverhältnissen und technischen Eigenschaften der Anlagen sowie der Verfügbarkeit der Biomasse- und Wasserkraftwerke wurde das technische Potential je Landkreis berechnet.
Potenzial bedeutet das technisch nutzbare Potenzial aus erneuerbaren Energien (bei Ausschöpfung der zur Verfügung stehenden Fläche) innerhalb einer Region und eines Jahres, abzüglich des regionalen Stromverbrauchs. Je dunkler ein Kreis eingefärbt ist, desto größer ist das Potenzial im jeweiligen Landkreis.
Deutlich zu erkennen ist, dass besonders im windreichen Norden die Potenziale im Durchschnitt größer sind als im Süden Deutschlands.
Besonders hoch ist das Potenzial in den Kreisen Prignitz, Altmarkkreis Salzwedel und Stendal.
Betrachtet man jedoch die Verteilung nach Potenzialen, so weisen die meisten Kreise eher geringe Werte auf. Einige würden selbst bei vollständiger Nutzung der verfügbaren Flächen für regenerative Energien kaum ihren eigenen Strombedarf decken können, ihr Potenzial für die Wasserstofferzeugung geht also gegen Null. Je größer und dünner besiedelt ein Kreis ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass er auch ein großes Erzeugungspotenzial aufweist.
Deutlich erkennbar sind damit auch die kreisfreien Städte. Aufgrund fehlender Freiflächen für regenerative Energieanlagen weisen sie ein geringeres Wasserstoffpotenzial auf als Landkreise.
Für die regionale Bedeutung der Wasserstoffnachfrage wurden in Power2Jobs die Industrie- und Verkehrswirtschaftsweige, die in Zukunft potenziell auf Wasserstoff angewiesen sein werden, analysiert.
Konkret wurde ein Index berechnet, der angibt, wie viele Arbeitsplätze in einem Kreis mit Branchen verbunden sind, die direkt oder indirekt von der Nutzung von Wasserstoff in der grünen Transformation betroffen sein werden. Kreise mit einer größeren Industrie- und Verkehrsdichte weisen auch eine deutlich höhere Nachfragfragerelevanz auf.
Insbesondere Kreise mit vielen Arbeitsplätzen in Industrien mit Hochtemperaturprozessen stehen vor größeren Transformationsherausforderungen und benötigen potenziell viel Wasserstoff. Hierunter fällt beispielsweise die Stahlindustrie in Salzgitter und Duisburg, die chemische Industrie in Ludwigshafen oder metallverarbeitende Unternehmen und Maschinenbau in Schweinfurt und Erlangen-Höchstadt.
Berücksichtigt wurde nicht nur Wasserstoff als Energielieferant in der Prozesswärme, sondern auch seine stoffliche Nutzung unter anderem in der Mineralölverarbeitung und Chemie. Deutlich wird dies in der hohen Nachfragerelevanz in Altötting, Uckermark und dem bereits erwähnten Ludwigshafen.
Erkennbar sind auch Kreise mit großen Flughäfen wie Freising (Flughafen München) oder Dahme-Spreewald (Flughafen Berlin-Brandenburg).
Während einige Kreise potenziell sehr stark von Wasserstoff abhängig sein werden, weisen die meisten Kreise eine mäßige Nachfragerelevanz auf. In 80 % der Kreise sind heute weniger als 5 % der Beschäftigten in den wasserstoffrelevanten Branchen tätig. In den Kreisen mit besonders hoher Nachfragerelevanz ist jedoch jeder fünfte bis jeder Beschäftigte in einer relevanten Branche tätig.
Stellt man Wasserstoffpotenzial und -nachfrage gegenüber, lassen sich verschiede Kreistypen identifizieren, die gemeinsame Potenzial- und Herausforderungsprofile teilen. Jeden Kreis kann man in einem der vier Clustern verordnen: „Beobachter“, „Heavy User“, „Powerhouse“ und „Selbstnutzer“.
Heavy User sind Kreise mit hoher Nachfragerelevanz aber geringerem Potenzial. Dazu gehören die meisten Industriezentren wie Salzgitter, Ludwigshafen, Schweinfurt oder Duisburg. Sie werden in Zukunft wahrscheinlich auf Wasserstoff angewiesen sein, haben aber kaum Möglichkeiten, diesen selbst zu erzeugen. Für sie ist die Umstellung auf Wasserstoffprozesse und der Aufbau von Importinfrastrukturen bereits heute ein relevantes Thema, da solche Investitionen in der Regel viel Zeit in Anspruch nehmen.
Powerhouses sind dagegen Kreise mit hohem Potenzial zur Wasserstofferzeugung aber geringer Wasserstoffnachfrage. Dies sind vor allem große und windreiche Kreise im Norden wie die Mecklenburgische Seenplatte und Ludwigslust-Parchim. Sie können ihre regionale Wirtschaft stärken, indem sie noch mehr regenerative Energieanlagen installieren und Elektrolysekapazitäten aufbauen, um insbesondere die Heavy User mit Wasserstoff zu versorgen.
Selbstnutzer sind Kreise, die sowohl eine hohe Nachfragerelevanz als auch ein hohes Potenzial aufweisen, wie zum Beispiel Uckermark oder Kusel. Sie müssen ihre Produktionsprozesse auf Wasserstoff umstellen, haben aber das Potenzial, diese Nachfragen mit einem regionalen Angebot zu befriedigen, wenn sie die entsprechenden Kapazitäten zur Wasserstofferzeugung vor Ort aufbauen.
Zu den Beobachtern gehören Kreise, die sowohl eine geringe Nachfragerelevanz als auch ein geringes Potenzial aufweisen, wie zum Beispiel der Main-Taunus-Kreis oder einige kreisfreie Städte (Berlin, München, Dresden). Während die Klimatransformation für sie an anderer Stelle Herausforderungen und Chancen darstellt, ist das Thema Wasserstoff für sie zunächst nicht sehr relevant.
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Teil II: Kompetenzen für die Wasserstoffwirtschaft
Nachdem gezeigt wurde, welche Relevanz Wasserstoff für die regionale Wirtschaft hat, wurde im Rahmen von Power2Jobs untersucht, wie gut die regionalen Arbeitsmärkte bereits heute für die Anforderungen der Wasserstoffwirtschaft aufgestellt sind. Die Ausprägung des sogenannten Skill Gap – der Kompetenzlücke zwischen vorhandenen und in der Wasserstoffwirtschaft benötigten Kompetenzen im Arbeitsmarkt – wurde erstmals im Rahmen von Power2Jobs untersucht.
Im Zuge der grünen Transformation ist es ein zentrales Ziel für alle Entscheidungsträger:innen, das Beschäftigungsniveau in Deutschland mindestens auf gleichem Niveau zu halten.
Die Arbeitsplätze in Branchen mit hohen Treibhausgasemissionen - die sogenannten Brown Jobs - werden im klimaneutralen Deutschland aber nicht mehr existieren.
Dazu müssen Arbeitnehmer:innen, die heute in Brown Jobs arbeiten, in Zukunft sogenannte Green Jobs innehaben, wenn sie denn nicht aus Altersgründen aus dem Arbeitsmarkt ausscheiden.
Der Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft hat einerseits das Potenzial, durch Prozesstransformation heutige Industriearbeitsplätze zu erhalten und andererseits selbst neue Arbeitsplätze zu schaffen, etwa durch die Installation von regenerativen Energieanlagen oder durch den Aufbau und Betrieb von Elektrolyseuren.
In der Wasserstoffwirtschaft werden jedoch spezifische Kompetenzen, wie der Umgang mit kryogenen Stoffen sowie die Identifizierung und das Management von Wasserstoffgefahrenbereichen (Sicherheit und Risiko), benötigt, welche noch nicht in allen Regionen vorhanden sind. Die Lücke oder Distanz zwischen den benötigten Kompetenzprofilen der zukünftigen Wasserstoffwirtschaft und der heute vorhandenen Kompetenzverteilung auf dem Arbeitsmarkt wird als Skill Gap bezeichnet.
Arbeitsmärkte mit einem geringeren Skill Gap haben bessere Vorraussetzungen für die Entwicklung einer Wasserstoffwirtschaft. Dementsprechend können Entscheider:innen in Regionen mit einem größeren Skill Gap bereits heute die Weichen für Aus- und Weiterbildungsmaßnahmen stellen, um den Skill Gap zu schließen, wenn sie langfristig eine Wasserstoffwirtschaft in ihrer Region aufbauen wollen.
Der Skill Gap hängt stark mit den Berufen zusammen, die in der Wasserstoffwirtschaft benötigt werden, und denen, die in der Region bereits präsent sind.
Unterteilt man alle Berufe entsprechend des notwendigen Qualifikationsniveaus in sechs Berufshauptgruppen, wird insbesondere der Bedarf an qualifizierten technischen Facharbeiter:innen in der Wasserstoffwirtschaft deutlich. Dies ist sowohl in der Investitionsphase (Planung und Bau der Anlagen) als auch in der Betriebsphase der Fall.
In Power2Jobs wurden die regionalen Kompetenzverteilungen in der Wasserstoffwirtschaft durch umfassende Recherche und Interviews in Kombination mit einem europäischen Kompetenzdatensatz (Cedefop) ermittelt und anschließend ein Skill Gap Index berechnet.
Der berechnete Index ist relativ zu interpretieren. Er zeigt, in welchen Kreisen die Distanz zwischen Ist- und Ziel-Verteilung kleiner oder größer ist als in anderen Kreisen.
Arbeitnehmer:innen in Düsseldorf weisen beispielsweise heute schon eher die Kompetenzen auf, die in der Wasserstoffwirtschaft benötigt werden, als die Arbeitnehmer:innen in Zweibrücken.
Betrachtet man die regionale Verteilung des Skill Gap, so ist er im Westen Deutschlands besonders niedrig in Teilen Nordrhein-Westfalens, Hessens und Baden-Württembergs, die heute viele Arbeitsplätze in der Chemie- und Pharmaindustrie oder im Maschinenbau aufweisen. Im Osten der Republik ist der Skill Gap in Berlin, Leipzig und Dresden besonders gering.
Deutlich ausgeprägter ist der Skill Gap in den eher ländlich geprägten Kreisen Nord- und Mitteldeutschlands, sowie in Rheinland-Pfalz und Franken.
Woher kommen die großen Unterschiede zwischen den Regionen? Unterschiede in der Verteilung der Kompetenzprofile der Berufshauptgruppen können zwischen einer beliebigen Region und dem deutschen Mittelwert verglichen werden. Die Kreise stehen für die verschiedenen Berufsgruppen, und die Größe der Kreise zeigt dabei die Bedeutung der Berufsgruppe für die Wasserstoffwirtschaft an.
Nehmen wir bspw. Düsseldorf aus den Top-10 %-Kreisen Deutschland: Liegt der Kreis einer Berufsgruppe auf der schwarzen Linie, ist Düsseldorf bei dieser Berufsgruppe im deutschen Vergleich durchschnittlich aufgestellt. Je weiter links die Kreise der Berufsgruppen liegen, desto besser steht Düsseldorf im Vergleich zum deutschen Durchschnitt da und umgekehrt.
Es wird deutlich, dass der große Unterschied im regionalen Skill Gap Index vor allem von den technischen Berufen mit hohem Qualifikationsniveau bestimmt wird, also den Berufen der Berufsgruppen „akademische Berufe“ und „Techniker:innen und gleichrangige Berufe“.
Bei den quantitativ ohnehin weniger bedeutsamen Gruppen wie den Führungskräften oder den Bediener:innen von Maschinen und Anlagen und Monteuren sind die Unterschiede dagegen deutlich geringer. Für Hilfsarbeitskräfte liegt der Kreis sogar fast auf der Linie.
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Wasserstoff ist ein wichtiger Baustein auf dem Weg zur Klimaneutralität in Deutschland. Seine Potenziale sind ebenso vielfältig wie die Herausforderungen, die mit der grünen Transformation für die regionalen Arbeitsmärkte in Deutschland einhergehen.
Für mehr Informationen, wie diese Herausforderungen heute schon in den Regionen Deutschlands angegangen werden können, besuchen Sie die Seite des Wasserstoffatlas oder kontaktieren Sie uns direkt über unsere Website .