Das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI) hat im Projekt „H2 Companion“ neue Analysen zur Entwicklung von Elektrolysetechnologien veröffentlicht. Das Institut begleitet damit die Modellregionen Grüner Wasserstoff in Baden-Württemberg – H2-Wandel und H2 GeNeSiS – wissenschaftlich. Für die Auswertung kombinierten die Forschenden mehrere Datenquellen: öffentlich geförderte Projekte in Deutschland und Europa, wissenschaftliche Publikationen, transnationale Patente, internationale Marktstudien sowie Elektrolyseprojekte von Stadtwerken und regionalen Energieversorgern.
Die Wasserelektrolyse spielte 2022 mit einem Anteil von rund 0,1 Prozent an der weltweiten Wasserstofferzeugung bislang nur eine geringe Rolle. Die Analyse unterscheidet drei zentrale Verfahren: die alkalische beziehungsweise Anionenaustauschmembran-Elektrolyse (AEL/AEM), die Protonenaustausch-Membran-Elektrolyse (PEM) und die Hochtemperatur-Elektrolyse (HT). Hinzu kommen neuere Varianten wie Hochtemperatur-PEM oder Co-Elektrolyse.
Publikationen und Patente nehmen deutlich zu
Zwischen 1827 und 2025 identifizierten die Forschenden rund 106.000 wissenschaftliche Veröffentlichungen zur Elektrolyse. Seit 2020 wächst ihre Zahl in allen drei Technologiebereichen beschleunigt. Im weltweiten Vergleich liegt Deutschland auf Rang drei und führt die europäische Auswertung an. An der Spitze stehen China und die USA.
Auch die Patentdynamik nimmt zu. Erfasst wurden rund 4.900 transnationale Patentanmeldungen mit Elektrolysebezug. Besonders ausgeprägt ist die Entwicklung bei der PEM-Technologie: Die Zahl der Anmeldungen stieg von rund 35 im Jahr 2017 auf 136 im Jahr 2021 und liegt seither bei mehr als 100 pro Jahr. AEM/AEL erreichte 2023 mit 133 Anmeldungen den höchsten Wert, die Hochtemperatur-Elektrolyse kam auf 96 Patente. Bei der Herkunft der Patente liegen die USA und Japan vorn, Deutschland belegt in allen drei Technologiekategorien Rang drei. China erreichte 2022 und 2023 jeweils Rang vier.
Milliardenförderung in Deutschland und Europa
Auch die öffentliche Forschungsförderung hat zugenommen. Bis Juli 2026 wurden in der Förderdatenbank EnArgus 156 größere Verbundprojekte und 92 Einzelprojekte mit eindeutigem Elektrolysebezug erfasst. Seit 2020 stieg das Fördervolumen stark an und beläuft sich in den betrachteten Projekten auf insgesamt mehr als 3,6 Milliarden Euro. Im Fokus stehen die marktnäheren PEM- und AEL-Technologien.
Auf europäischer Ebene identifizierte das Fraunhofer ISI bis April 2026 insgesamt 216 EU-geförderte Projektverbünde zur elektrolytischen Wasserstoffproduktion. Die Europäische Union stellte dafür rund 800 Millionen Euro bereit. Mit etwa 132 beziehungsweise 128 Millionen Euro erhielten Deutschland und Frankreich die höchsten Fördersummen.
Marktprognosen mit großer Spannbreite
Sven Altvater, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer ISI, ordnet die Ergebnisse ein: „Die hohen öffentlichen Fördermittel und Rang drei bei den Patentanmeldungen zeigen, dass Deutschland bei Elektrolysetechnologien über eine starke Forschungs- und Innovationsbasis verfügt.“ Angesichts der wachsenden Konkurrenz insbesondere aus China dürfe Deutschland sich darauf aber nicht ausruhen. „Entscheidend ist, die geförderten Forschungs- und Entwicklungsarbeiten konsequent in marktfähige Technologien, industrielle Anwendungen und wettbewerbsfähige Unternehmen zu überführen“, so Altvater.
Hinweise auf die künftige Marktentwicklung liefert eine Auswertung von 55 Marktstudien aus den Jahren 2019 bis 2026. Die prognostizierten jährlichen Wachstumsraten des globalen Elektrolyseurmarktes reichen von 5,6 bis 97,7 Prozent; der Median liegt bei 25,7 Prozent. Für das Jahr 2030 erwarten die Studien weltweite Jahresumsätze zwischen 651 Millionen und 226 Milliarden US-Dollar. Der Median beträgt 14 Milliarden US-Dollar. Die Spannbreite verweist nach Angaben des Fraunhofer ISI auf erhebliche Unsicherheiten in einem Markt, der sich erst entwickelt.
Stadtwerke planen 3,2 Gigawatt Elektrolyseleistung
Eine wachsende Rolle bei der Umsetzung vor Ort spielen Stadtwerke und regionale Energieversorger. Anfang 2023 waren erst rund vier Prozent der Stadtwerke an konkreten Wasserstoffprojekten beteiligt. Ende 2025 erfasste das Fraunhofer ISI bereits 64 Elektrolyseprojekte mit 57 Stadtwerken und 17 regionalen Energieversorgern. Zusammen planen sie rund 3,2 Gigawatt Elektrolyseleistung. Viele Vorhaben befinden sich noch in frühen Phasen; 15 Prozent wurden vorzeitig eingestellt.
Henning Döscher, Koordinator der Forschungsarbeiten am Fraunhofer ISI im Projekt „H2 Companion“, fasst zusammen: „Die Elektrolyse hat weltweit erheblich an Forschungs- und Innovationsdynamik gewonnen.“ Deutschland und Europa verfügten über eine starke Forschungsbasis, breite Förderung und zahlreiche industrielle Akteure. „Der Übergang in einen wirtschaftlich tragfähigen Massenmarkt ist jedoch noch nicht abgeschlossen.“ Dafür brauche es verlässliche regulatorische Rahmenbedingungen, planbare Förderung und konkrete Abnehmer für grünen Wasserstoff, so Döscher.
