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02.03.21 Sieben Prognosen für den Wasserstoff Autor*in: Hans-Joachim Ziegler • Lesedauer: 5 min.

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Zusammenfassung

Wasserstoff ist ein heißes Thema. Aber wie genau wird er die Industrie, den Transport und den Energiesektor verändern? In einem Video-Call mit Debate.Energy stellt Martin Tengler, leitender Wasserstoff-Analyst bei BloombergNEF, sieben Hypothesen für die Zukunft des Elements auf.

1. Diesmal ist es mehr als ein Hype

Seit den 1950er Jahren wurde Wasserstoff immer wieder als Kraftstoff der Zukunft angepriesen. Gemeint war dabei jedoch immer: Treibstoff für den Verkehr. Und als dann doch kein Brennstoffzellenfahrzeug zustande kam oder dieses die Erwartungen der Verbraucher nicht erfüllte, verschwand Wasserstoff jedes Mal wieder in der Versenkung. Diesmal jedoch liegt der Fokus auf der Dekarbonisierung. Um bis 2050 eine Netto-Null-Kohlenstoffemission zu erreichen, wird Wasserstoff vor allem aus zwei Gründen benötigt: Erstens werden einige Sektoren einen molekularen Brennstoff benötigen, um Öl und Gas zu ersetzen; und zweitens wird das Stromsystem nicht zuverlässig in der Lage sein, allein auf Basis von Solar- und Windenergie zu funktionieren. Ein Vorteil von Wasserstoff ist, dass er Energie über die Jahreszeiten hinweg speichern kann: Energie aus einem sonnigen Sommer kann Häuser in einem kalten, dunklen Winter heizen. BloombergNEF glaubt, dass Wasserstoff eines Tages mehr als 20% der Weltenergie liefern könnte. Kurz gesagt, dieses Mal ist Wasserstoff hier, um zu bleiben.

Martin Tengler, leitender Wasserstoff-Analyst bei BloombergNEF

Martin Tengler, leitender Wasserstoff-Analyst bei BloombergNEF

2. Eine florierende Wasserstoffwirtschaft basiert auf der Bepreisung von CO2-Emissionen

Wasserstoff wird wahrscheinlich nie billiger sein als fossile Brennstoffe. Schon gar nicht, wenn er aus ihnen hergestellt wird. Um zu florieren, braucht er darum das richtige regulatorische Umfeld. Der offensichtlichste Mechanismus in diesem Kontext ist die Bepreisung von CO2-Emissionen. Bislang waren die diesbezüglichen Preise jedoch zu niedrig, um effektiv zu sein. Die Herstellung von grünem Wasserstoff kostet derzeit etwa einen Euro pro Kilogramm. Damit das rentabel wird, müssten CO2-Emissionen zwischen 50 und 100 Dollar pro Tonne kosten. Außerdem müssen die Regierungen Quoten festlegen und Anreize für Investitionen schaffen, so wie sie es bei den erneuerbaren Energien getan haben. Es ist noch gar nicht so lange her, da waren Solar- und Windenergie ziemlich teuer. Heute sind sie in vielen Regionen der Welt – und auch in weiten Teilen der EU – die billigste Stromquelle. Das wäre ohne massive Subventionen nie passiert.

3. Wasserstoff wird den Verkehr revolutionieren – aber nicht den Markt für Personenfahrzeuge

Die Autoindustrie hat immer wieder behauptet, sie stünde kurz davor, effiziente, erschwingliche Brennstoffzellenfahrzeuge zu produzieren. Dennoch gibt es heute weltweit weniger als 100.000 solcher Fahrzeuge, weit weniger als die Millionen batteriebetriebener Autos. Und da letztere viel billiger sind, wird sich an diesem Verhältnis wohl auch nur wenig ändern. Genauso wahr ist jedoch, dass die Energiedichte einer Batterie schlechter ist als die von Wasserstoff. Je größer das Fahrzeug also ist, desto mehr Sinn könnte es machen, es mit Wasserstoff zu betreiben. Große Lastwagen könnten sehr wohl auf Wasserstoff umsteigen. Das Gleiche gilt für den Seeverkehr. Und auch für Mittelstreckenflugzeuge, die ein großes Segment des Luftfahrtmarktes ausmachen, könnte sich die Umstellung auf Wasserstoff lohnen.

4. Blauer Wasserstoff kann eine Nischenrolle spielen

Heute wird fast der gesamte Wasserstoff in einem kohlenstoffintensiven Prozess namens Erdgasreformierung hergestellt. Das Ergebnis wird als grauer Wasserstoff bezeichnet. Wenn die direkten Kohlenstoffemissionen der grauen Wasserstoffproduktion aufgefangen und gespeichert oder genutzt werden, wird das Ergebnis als blauer Wasserstoff bezeichnet. Unsere Forschungen deuten darauf hin, dass grüner Wasserstoff billiger als blauer Wasserstoff werden wird, möglicherweise schon im Jahr 2030. Dennoch hat der blaue Wasserstoff eine Zukunft. Das liegt daran, dass einige Länder nicht den Platz oder das Wetter haben, um grünen Wasserstoff auf Basis erneuerbarer Energien herzustellen, dafür aber vielleicht fossile Reserven. Für diese Länder könnte blauer Wasserstoff eine praktikable Option sein. Im Moment liegt die maximale Kohlenstoffabscheidungsrate von blauem Wasserstoff jedoch bei etwa 90 %. Die Carbon Capture Technologie müsste also verbessert werden – oder die Hersteller müssten ihre Emissionen kompensieren – damit blauer Wasserstoff wirklich auf netto null kommt. Beide Optionen sind kostspielig und könnten blauen Wasserstoff noch weniger wettbewerbsfähig machen.

5. Die Geographie spielt eine Rolle, aber nicht so, wie manche Leute vielleicht denken

Einige Länder haben einen geografischen Vorteil bei der Produktion von grünem Wasserstoff. Dabei spielt das Wetter natürlich eine Rolle. Aber viel Sonne zu haben, ist nicht alles. Unsere Studien zeigen, dass der billigste Weg, grünen Wasserstoff herzustellen, eine Kombination aus Sonne, Wind und Batterien ist. Noch zentraler: Die Wasserstoffwirtschaft braucht mehr als nur Produzenten. Sie braucht Wege, um den Wasserstoff zu den Verbrauchern zu bringen. Folglich könnten Länder mit Zugang zu Gaspipelines besser positioniert sein als solche, die zwar über reichlich Sonnenschein verfügen, aber weit entfernt von potenziellen Käufern sind und keinen Zugang zu Gasinfrastruktur haben. Die Energiedichte von Wasserstoff pro Volumeneinheit ist viel geringer als die von Erdgas. Er benötigt daher eine komplexere Infrastruktur zur Kühlung und so weiter. Außerdem braucht man im Vergleich zu Erdgas mehr Energie, um Wasserstoff zu verdichten, und mehr Schiffe, um die gleiche Energiemenge zu transportieren. Auf der anderen Seite ist der Preis für den Transport von Wasserstoff per Pipeline in etwa so hoch wie der für den Transport von Erdgas per Pipeline. Die Infrastruktur und die relative Nähe zu den Abnehmerländern sind also entscheidend.

6. Eine der größten Herausforderungen: die Speicherung

Zu den möglichen Orten, Erdgas zu speichern, gehören erschöpfte Erdgasfelder und Salzkavernen. Erstere sind vielleicht nicht ideal für die Speicherung von Wasserstoff geeignet, aber Salzkavernen schon. Allerdings braucht Wasserstoff viel mehr Platz als Erdgas, sodass drei- bis viermal so viele Salzkavernen nötig wären, um die gleiche Energiemenge zu speichern. Deutschland hat in dieser Hinsicht Glück: Es gibt Salzvorkommen und Unternehmen, die wissen, wie man Salzkavernen baut. Länder, die nicht über Salzvorkommen verfügen, müssten andere Speichermöglichkeiten finden, etwa mit Stahl oder Kunststoff ausgekleidete Felsenhöhlen. Schweden testet diesen Ansatz gerade. Aber die Herausforderung der Lagerung wird noch einige Zeit bestehen bleiben.

7. Das Morgen bestimmt das Heute

Eine Wasserstoffwirtschaft wird Voraussicht und Proaktivität erfordern. Zum Beispiel sollten Gasturbinen, die heute hergestellt werden, auch für die Verbrennung von Wasserstoff konfiguriert werden. Und auch Gaspipelines sollten bereits heute wasserstofftauglich gemacht werden. Unternehmen können einiges hiervon selbst vorantreiben. Aber auch die Regierungen müssen auf nationaler und internationaler Ebene Standards setzen. Jeder sollte 30 Jahre in die Zukunft denken – und im Idealfall die notwendigen Schritte unternehmen, um das Klimaschutzpotenzial von Wasserstoff voll auszuschöpfen.

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