Deutschland bei Wasserstoffpatenten Europameister

Eine neue gemeinsame Untersuchung des Europäischen Patentamtes (EPA) und der Internationalen Energieagentur (IEA) über Patente im Bereich Wasserstofftechnologien zeigt, dass Deutschland bei Wasserstoffpatenten in Europa führt. Das Land weist deutliche Technologievorteile bei Speicherung, Verteilung und Umwandlung sowie bei Endanwendungen auf.

Der Bericht analysiert globale Patentdaten und bezieht weltweite Trends bei Innovationen entlang der Wasserstoff-Wertschöpfungskette mit ein. Die Studie deckt das gesamte Spektrum an Wasserstofftechnologien ab. Da Patentanmeldungen viele Monate oder sogar Jahre vor dem Erscheinen von Produkten auf dem Markt eingereicht werden, gelten sie oft als Frühindikator für künftige Technologietrends.

Die Untersuchung zeigt, dass sich die wasserstoffbezogenen Innovationen von traditionellen, kohlenstoffintensiven Verfahren hin zu emissionseinsparenden Lösungen verlagern. Dabei liegen die Patentanmelder aus der Europäische Union und Japan an der Spitze und die Vereinigten Staaten verlieren an Boden.

Fokus auf CO2-Minimierung

„Das Potenzial von Wasserstoff zu nutzen, ist ein wesentlicher Bestandteil der europäischen Strategie zur Erreichung der Klimaneutralität bis 2050“, sagt EPA-Präsident António Campinos. Jedoch sind noch dringend Innovationen bei einer Vielzahl von Technologien erforderlich, wenn Wasserstoff eine wichtige Rolle bei der Verringerung der CO2-Emissionen und der Bewältigung des Klimawandels spielen soll.

Der Bericht zeigt, dass es über Länder und Branchen hinweg ermutigende Trends zu einer Transformation gibt und Europa einen großen Beitrag auf dem Weg zu neuen Wasserstofftechnologien leistet. Außerdem wird der Beitrag von Startups bei Wasserstoffinnovationen hervorgehoben, die auf Patente vertrauen, um ihre Erfindungen auf den Markt zu bringen.

„Wasserstoff aus emissionsarmen Quellen kann eine wichtige Rolle beim Übergang zu sauberer Energie spielen und hat das Potenzial, fossile Brennstoffe in Branchen zu ersetzen, in denen es nur wenige saubere Alternativen gibt, wie zum Beispiel im Fernverkehr und der Düngemittelproduktion „, so Exekutivdirektor Fatih Birol von der Internationalen Energieagentur.

Die Studie zeige, so IEA-Direktor Birol weiter, „auch Bereiche auf, insbesondere bei den Endverbrauchern, in denen weitere Anstrengungen erforderlich sind. Wir werden weiterhin Regierungen dabei unterstützen, Innovationen für sichere, widerstandsfähige und nachhaltige saubere Energietechnologien voranzutreiben.“

Deutschland als Patenteuropameister

Die wichtigsten Trends im Bereich der Wasserstofftechnologien von 2011 bis 2020 errechnen die Studienautoren anhand von Anträgen internationaler Patentfamilien (IPFs). Eine Patentfamilie ist eine Gruppe von Patentanmeldungen, die in verschiedenen Ländern denselben oder ähnlichen technischen Inhalt sichern. Dabei wird klar, dass die EU-Staaten und Japan bei der Patentierung von Wasserstoffverfahren führend sind und 28 bzw. 24 Prozent aller in diesem Zeitraum eingereichten IPFs auf sich vereinen. Innerhalb der EU führt Deutschland (11) vor Frankreich (sechs) und den Niederlanden (drei Prozent).

Wasserstoff-Zug

Züge können schon mit Wasserstoff fahren (hier Züge der Eisenbahnbetriebe Weser-Ems)

Die USA verzeichnen im selben Zeitraum allerdings mit 20 Prozent aller wasserstoffbezogenen IPFs als einziger „Big Player“ einen Rückgang bei den internationalen Wasserstoffpatentanmeldungen. Die Beiträge aus Südkorea und China bleibt auf einem niedrigem Niveau, weisen aber einen steigenden Trend auf.

Innovationen für den Kampf gegen den Klimawandel

Die Patentdaten zeigen einen deutlichen Trend hin zu alternativen Methoden der Wasserstoffherstellung und einen rasanten Innovationsschub im Elektrolysebereich. Auf Technologien, die dem Klimaschutz dienen sollen, entfielen im Jahr 2020 fast 80 Prozent aller auf Wasserstofferzeugung bezogener IPFs, wobei das Wachstum vor allem auf einen starken Innovationsanstieg im Bereich der Elektrolyse zurückzuführen ist, in dem auch Deutschland seit 2011 kräftig zulegte.

In der Bundesrepublik verzeichneten die klimarelevanten Technologien eine jährliche Gesamtzuwachsrate von 4,2 Prozent (2011 – 2020) gegenüber einer Rate von 2,3 Prozent für etablierte Wasserstofftechnologien. Die Daten deuten darauf hin, dass Europa als Standort für Investitionen in neue Produktionskapazitäten für Elektrolyseverfahren an Vorsprung gewinnt.

Mit Blick auf Deutschland lässt sich ein kräftiges Wachstum bei wasserstoffbezogenen IPF für Anwendungen in der Automobilindustrie sowie bei Speicher-, Verteilungs- und Umwandlungstechnologien wie der Speicherung von gasförmigem Wasserstoff und alternativen Kraftstoffen auf Wasserstoff-Basis beobachten.

Meiste Innovationen im Automobilsektor

Auch aus globaler Sicht ragt unter den vielen potenziellen Endanwendungen von Wasserstoff der Automobilsektor heraus, wo Unternehmen insbesondere bei Brennstoffzellen und der Elektrolyse aktiv werden. Eine ähnliche Dynamik ist bei anderen Endanwendungen indes noch nicht zu erkennen.

Ein Lichtblick ist die Nutzung von Wasserstoff zur Dekarbonisierung der Stahlproduktion: Für diese ist in jüngster Zeit ein Anstieg der Patentanmeldungen zu beobachten. Dies, legt die Studie nahe, könnte eine Reaktion auf den Konsens nach dem Pariser Abkommen sein.

Deutschlands Spitzenreiter

Auf der Rangliste der wichtigsten Patentanmelder steht die europäische Chemieindustrie ganz oben. Die langjährige Erfahrung in diesem Sektor hat ihnen auch einen Vorsprung bei klimarelevanten Technologien wie Elektrolyse und Brennstoffzellen verschafft.

Unter den deutschen Top-Anmeldern befindet sich Linde auf dem weltweit zweiten Platz bei IPFs in etablierten Technologien mit dem Hauptfokus auf die Erzeugung von Wasserstoff. BASF befindet sich im Ranking der weltweit führenden Anmelder im Bereich etablierte Wasserstofftechnologien auf dem fünften Platz. Sowohl Siemens (Platz 6) als auch Bosch (Platz 11) belegen weltweite Spitzenpositionen, wenn es um Patente im Bereich klimamotivierte Wasserstofftechnologien geht.