Risse im Rekordtempo: Wasserstoff-Turbinen mit Materialproblem

Freiburg, 26. August 2026: Das Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IWM) hat ein neues Lebensdauermodell für Turbinenbauteile vorgestellt – und liefert damit eine unbequeme Zahl. Wasserstoff kann das Wachstum kurzer Risse in Metall um den Faktor 100 und mehr beschleunigen. Betroffen sind genau jene Maschinen, auf denen Deutschlands Energiepolitik gerade ihre Zukunft aufbaut: Wasserstoffturbinen in künftigen Kraftwerken – und Flugzeugtriebwerke.

Die frühe Rissphase entscheidet über 90 Prozent der Lebensdauer

Die Forscher betrachten Risse zwischen rund 20 Mikrometern und einem Millimeter Länge. Winzig – und doch entscheidend: Diese Ermüdungsphase kann laut Fraunhofer bis zu 90 Prozent der gesamten Bauteillebensdauer ausmachen.

Wie stark Wasserstoff wirkt, hängt von Druck, Temperatur, Belastung und Werkstoff ab. Der Faktor 100 bedeutet also nicht, dass eine Turbine hundertmal früher ausfällt. Er bedeutet aber: Die Unsicherheit bei der Auslegung ist erheblich.

Berücksichtigt wird unter anderem der sogenannte HELP-Effekt – Wasserstoff sammelt sich an der Rissspitze und verändert dort die plastische Verformung. Oberhalb von 400 Grad Celsius kommt die Sauerstoffdiffusion entlang der Korngrenzen hinzu. Getestet wird bei bis zu 250 bar und 1.000 Grad. Das Modell sei aber noch unvollständig, weitere Schädigungsmechanismen fehlten.

Nature-Studie: Hitze schützt nicht – sie schadet zusätzlich

Eine im Juli 2026 in „Nature Materials“ veröffentlichte Untersuchung verschärft das Bild. An der Nickelbasis-Superlegierung IN718 sank bei 400 Grad Celsius unter Wasserstoff die Gesamtdehnung um 14,9 Prozent gegenüber einer Argon-Atmosphäre – rund doppelt so viel Duktilitätsverlust wie bei Raumtemperatur.

Der Mechanismus ist ein anderer als in der Kälte: Wasserstoff reagiere mit Karbiden und begünstige lokal Methanbildung an Grenzflächen. Hohe Temperaturen sind also kein Schutzschild gegen Wasserstoffversprödung. Hersteller müssen mehrere Schadensbilder gleichzeitig beherrschen.

„H2-ready“ – ein Etikett, kein Betriebsnachweis

Dass Gasturbinen mit reinem Wasserstoff laufen können, ist unbestritten. Siemens Energy demonstrierte 2023 eine umgerüstete SGT-400 mit 100 Prozent H2, Duke Energy nahm Anfang 2026 in Florida eine umgerüstete GE-7E-Turbine in Betrieb. Jahrzehntelange Erfahrung mit großen Kraftwerksflotten ist das jedoch nicht.

Für die großen H-Klasse-Maschinen wies Siemens Energy Anfang 2026 Wasserstoffanteile von 30 bis 50 Volumenprozent aus. Ziel: 100 Prozent. Realität: ein Entwicklungsziel. „H2-ready“ heißt eben nicht: läuft heute dauerhaft mit reinem Wasserstoff.

Berlin schreibt aus – und hofft auf die Technik von morgen

Genau hier wird es politisch. Die Bundesnetzagentur schreibt im September 2026 erstmals 4.500 Megawatt reduzierte Langzeitkapazität aus – die erste Runde nach dem neuen Strom-Versorgungssicherheits- und Kapazitätsgesetz (StromVKG), das insgesamt rund elf Gigawatt vorsieht. Erdgaskraftwerke mit 15-jährigem Verpflichtungszeitraum müssen ein Umstellungskonzept auf 100 Prozent Wasserstoff vorlegen, ab 2045 soll klimaneutral gefahren werden.

Der Staat verlangt also verbindlich, was technisch im Dauerbetrieb noch nicht breit erprobt ist. Kürzere Wartungsintervalle oder häufigere Bauteilwechsel könnten Verfügbarkeit und Kosten verändern – Kosten, die am Ende erfahrungsgemäß beim Stromkunden landen. Aus Sicht unserer Redaktion ein bekanntes Muster: Erst die Verordnung, dann der Nachweis.

Fraunhofers Modell soll solche Risiken künftig berechenbar machen. Das ist gute Ingenieursarbeit – und ein Hinweis darauf, wie viel Wunschdenken in energiepolitischen Zeitplänen stecken kann. Wer sein Vermögen gegen politisch getriebene Energie- und Kostenrisiken abfedern will, setzt traditionell auf Substanz: physische Edelmetalle wie Gold und Silber gelten als bewährte Beimischung in einem breit gestreuten Portfolio.

Hinweis: Dieser Beitrag dient der Information und stellt keine Anlageberatung dar. Wir geben keine Kauf- oder Verkaufsempfehlungen. Jeder Leser trifft Anlageentscheidungen eigenverantwortlich und sollte sich vorab selbst umfassend informieren.