Weltweit boomt das Interesse an Wasserstoff, weil er ein Schlüssel zur Dekarbonisierung der Wirtschaft sein kann. Obwohl Wasserstoff in stark umweltbelastenden Industriesektoren vielfältig anwendbar ist und Potenzial für weitere künftige Einsatzmöglichkeiten bietet, emittiert er kein CO2. Er gelangt als Rohstoff in industrielle Prozesse, kann als Brennstoff genutzt werden, als Energieträger oder zur Energiespeicherung dienen. Bislang ist sein Anteil am weltweiten Energiemix aber vor allem aus Kostengründen begrenzt. In einer Branchenstudie sieht der Kreditversicherer Credendo aber auch technologische und regulatorische Risiken.
Wasserstoff kann mit verschiedenen Technologien hergestellt werden, die mit Farben klassifiziert werden. "Grauer" Wasserstoff wird aus fossilen Brennstoffen hergestellt. "Blauer" (oder kohlenstoffarmer) Wasserstoff wird auch aus fossilen Brennstoffen hergestellt, aber während des Prozesses werden Kohlenstoffemissionen von einer Kohlendioxid-Abscheidungs- und -Speicheranlage (CCS) abgefangen und in unterirdischen Lagerstätten gespeichert. "Grüner" (oder erneuerbarer oder sauberer) Wasserstoff wird aus erneuerbarem Strom durch Elektrolyse oder aus Biomasse mit begrenzten Emissionen hergestellt.
Heute wird Wasserstoff fast ausschließlich (zu 95 %) aus fossilen Brennstoffen gewonnen und trägt somit zu erheblichen CO2-Emissionen bei. Er ist hauptsächlich für industrielle Anwendungen wie Ölraffination, Ammoniakproduktion, Methanolproduktion oder Stahlerzeugung bestimmt. Während blauer Wasserstoff eine wichtige Übergangsrolle spielen kann, ist grüner Wasserstoff die sauberste Option von allen. Credendo sieht ein stark gestiegenes Interesse an grünem Wasserstoff für saubere alternative Nutzungen in mehreren Sektoren und Aktivitäten, was das Spektrum künftiger Anwendungen erweitert. Grüner Wasserstoff könnte im Verkehr (über Brennstoffzellen für Autos oder als Kraftstoff im Schwerlastverkehr wie LKW, Schifffahrt oder Luftfahrt), in energieintensiven und "schwer zu dekarbonisierenden" Industrien wie der Stahlerzeugung, in der Wärme- und Energieerzeugung für Gebäude oder in der Stromerzeugung eingesetzt werden.
Grüner Wasserstoff und erneuerbare Energien sind komplementäre Technologien und ihre Entwicklung sollte sich gegenseitig unterstützen. Die Credendo-Analysten erwarten, dass der Ausbau von grünem Wasserstoff die Nachfrage nach erneuerbaren Energien stützen wird. Zudem kann die kontinuierliche Kostensenkung für erneuerbare Energien die Wettbewerbsfähigkeit von grünem Wasserstoff verbessern.
Die Produktionskosten für grünen Wasserstoff sind aus Sicht von Credendo derzeit noch das größte Hemmnis. Sie liegen etwa beim Dreifachen der Kosten für die Herstellung grauen Wasserstoffs.
Während Wasserstoff heute meist in gasförmigem Zustand in der Nähe des Entstehungsortes eingesetzt wird, muss er bei einem größeren Einsatz umgewandelt, gespeichert oder transportiert werden. Wird Wasserstoff nicht am Produktionsort verbraucht, kann er verdichtet und als Gas in unterirdischen geologischen Speichern oder Druckgastanks gespeichert werden, bevor er über Pipelines oder LKW zu den Endverbrauchern transportiert wird. Dadurch können die Kosten für Endverbraucher schnell steigen und zusätzliche Infrastruktur benötigt werden. Die Umwandlungskosten sind potenziell die zweitgrößte Kostenkomponente in einem Wasserstoffprojekt.
Weitere Hindernisse sieht Credendo im Fehlen einer eigenen Infrastruktur für den Transport und die Umwandlung und in erheblichen Energieverlusten auf jeder Stude der Wertschöpfungskette. Wie bei erneuerbaren Energien, ist öffentliche Unterstützung für grünen Wasserstoff wichtig, um ihm zum Durchbruch zu verhelfen.
Da sich weltweit etwa 60 Länder zur CO2-Neutralität vor 2050 verpflichtet haben, haben viele Regierungen nun Fahrpläne verabschiedet, um die Einführung von grünem oder blauem Wasserstoff als Weg zur Bekämpfung des Klimawandels zu unterstützen. Während China heute etwa ein Drittel des grauen Wasserstoffs liefert und verbraucht (gefolgt von den USA), werden Europa und Asien voraussichtlich die führenden Akteure bei der Einführung grünen Wasserstoffs sein. Auch die USA könnten dazu gehören, da unter Joe Biden eine neue Dynamik erkennbar ist.
Die Pläne der Europäischen Union sind ambitioniert. Im Juli 2020 hat die Europäische Kommission ihre Wasserstoffstrategie als Teil des europäischen Green Deals veröffentlicht, und sauberer Wasserstoff wurde als wesentlicher Bereich der Energiewende hervorgehoben. Bis 2024 sollen Produktionskapazitäten für grünen Wasserstoff geschaffen werden, die in etwa dem derzeitigen Verbrauch von grauem Wasserstoff entsprechen. Das Gas soll in möglichst viele Sektoren integriert werden, und zu Skaleneffekten und Kostensenkungen führen. Der Rotterdamer Hafen soll zum Wasserstoff-Hub werden. Neben anderen Projekten ist eine neue 250-MW-Elektrolyseurkapazität geplant, die von einem Offshore-Windpark unterstützt wird. Die Credendo-Analysten sehen ein Haupthindernis für die ambitionierten europäischen Pläne in der erheblichen zusätzlich benötigten Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien.
Asien und Australien sind weitere wichtige künftige Produzenten von sauberem Wasserstoff. Australien verfügt über expandierende Kapazitäten erneuerbarer Energien, breite Finanzmittel und starke staatliche Unterstützung. Es besteht eine große potenzielle regionale Auslandsnachfrage, insbesondere aus Japan, Südkorea und China, u. a. wegen der geplanten großflächigen Einführung von Wasserstoff-Brenstoffzellenfahrzeugen. Diese Nachfrage in Kombonation mit einer gut etablierten inländischen LNG-Infrastruktur und -Expertise könnte das Land dazu veranlassen, in verflüssigten Wasserstoff zu investieren. Australien könnte zur Wasserstoff-Exportdrehscheibe werden.
Andere Regionen werden beim Einsatz von Wasserstoff zurückbleiben. In Subsahara-Afrika beispielsweise gibt es große Herausforderungen vor der Schaffung von Produktionsstätten, insbesondere eine unzureichende Stromversorgung in Verbindung mit schleppender Nutzung erneuerbarer Energien und Wasserknappheit.
Für blauen Wasserstoff erwartet Credendo einen Großteil der Projekte in Nordamerika und Westeuropa.
Wie jede technologische Großentwicklung in der Anfangsphase bergen auch Wasserstoffprojekte Risiken unterschiedlicher Art.
Zu den technologischen Risiken zählen vor allem Brand- und Explosionsrisiken. Wasserstoff kann explodieren, wenn er mit Luft vermischt wird. Leckagen sind ohne Spezialwerkzeuge schwer zu erkennen, da Wasserstoff farb- und geruchslos ist.
Die sich schnell entwickelnden Kosten erschweren die Einschätzung des künftigen Wettbewerbsumfelds. Bei grünem Wasserstoff kann die Stromlieferung die Hälfte des Preises ausmachen. Weitere Preisrückgänge bei Onshore- und Offshore-Wind- und Solarenergie dürften daher große Auswirkungen haben. Auch die Kosten für Elektrolyseur-Hardware, die 20-40 % der Gesamtkosten ausmachen, werden von Effizienzsteigerungen profitieren. Die Wettbewerbsfähigkeit hängt auch von der Entwicklung der CO2-Preise auf der anderen Seite ab. Gerade aufgrund der Unsicherheiten hinsichtlich der künftigen Entwicklung sehen die Credendo-Analysten die Notwendigkeit öffentlicher Unterstützung und Anreize.
Auch die Nachfrageseite ist schwer abzuschätzen. Wasserstoff wird nicht breit gehandelt und wird heute von den Nutzern vor Ort produziert. Der Verbrauch wird von den künftigen Anwendungen abhängen und das Volumen des Wasserstoffbedarfs kann sich zwischen den Anwendungen erheblich unterscheiden.
Paradoxerweise können auch ökologische und soziale Erwägungen grünen Wasserstoff bremsen. So verweigerte die australische Regierung einem großen Projekt in Westaustralien die Umweltgenehmigung wegen inakzeptabler Auswirkungen auf Feuchtgebiete und Zugvögel in der Region.
Wasserstoff kann mit verschiedenen Technologien hergestellt werden, die mit Farben klassifiziert werden. "Grauer" Wasserstoff wird aus fossilen Brennstoffen hergestellt. "Blauer" (oder kohlenstoffarmer) Wasserstoff wird auch aus fossilen Brennstoffen hergestellt, aber während des Prozesses werden Kohlenstoffemissionen von einer Kohlendioxid-Abscheidungs- und -Speicheranlage (CCS) abgefangen und in unterirdischen Lagerstätten gespeichert. "Grüner" (oder erneuerbarer oder sauberer) Wasserstoff wird aus erneuerbarem Strom durch Elektrolyse oder aus Biomasse mit begrenzten Emissionen hergestellt.
Heute wird Wasserstoff fast ausschließlich (zu 95 %) aus fossilen Brennstoffen gewonnen und trägt somit zu erheblichen CO2-Emissionen bei. Er ist hauptsächlich für industrielle Anwendungen wie Ölraffination, Ammoniakproduktion, Methanolproduktion oder Stahlerzeugung bestimmt. Während blauer Wasserstoff eine wichtige Übergangsrolle spielen kann, ist grüner Wasserstoff die sauberste Option von allen. Credendo sieht ein stark gestiegenes Interesse an grünem Wasserstoff für saubere alternative Nutzungen in mehreren Sektoren und Aktivitäten, was das Spektrum künftiger Anwendungen erweitert. Grüner Wasserstoff könnte im Verkehr (über Brennstoffzellen für Autos oder als Kraftstoff im Schwerlastverkehr wie LKW, Schifffahrt oder Luftfahrt), in energieintensiven und "schwer zu dekarbonisierenden" Industrien wie der Stahlerzeugung, in der Wärme- und Energieerzeugung für Gebäude oder in der Stromerzeugung eingesetzt werden.
Grüner Wasserstoff und erneuerbare Energien sind komplementäre Technologien und ihre Entwicklung sollte sich gegenseitig unterstützen. Die Credendo-Analysten erwarten, dass der Ausbau von grünem Wasserstoff die Nachfrage nach erneuerbaren Energien stützen wird. Zudem kann die kontinuierliche Kostensenkung für erneuerbare Energien die Wettbewerbsfähigkeit von grünem Wasserstoff verbessern.
Die Produktionskosten für grünen Wasserstoff sind aus Sicht von Credendo derzeit noch das größte Hemmnis. Sie liegen etwa beim Dreifachen der Kosten für die Herstellung grauen Wasserstoffs.
Während Wasserstoff heute meist in gasförmigem Zustand in der Nähe des Entstehungsortes eingesetzt wird, muss er bei einem größeren Einsatz umgewandelt, gespeichert oder transportiert werden. Wird Wasserstoff nicht am Produktionsort verbraucht, kann er verdichtet und als Gas in unterirdischen geologischen Speichern oder Druckgastanks gespeichert werden, bevor er über Pipelines oder LKW zu den Endverbrauchern transportiert wird. Dadurch können die Kosten für Endverbraucher schnell steigen und zusätzliche Infrastruktur benötigt werden. Die Umwandlungskosten sind potenziell die zweitgrößte Kostenkomponente in einem Wasserstoffprojekt.
Weitere Hindernisse sieht Credendo im Fehlen einer eigenen Infrastruktur für den Transport und die Umwandlung und in erheblichen Energieverlusten auf jeder Stude der Wertschöpfungskette. Wie bei erneuerbaren Energien, ist öffentliche Unterstützung für grünen Wasserstoff wichtig, um ihm zum Durchbruch zu verhelfen.
Da sich weltweit etwa 60 Länder zur CO2-Neutralität vor 2050 verpflichtet haben, haben viele Regierungen nun Fahrpläne verabschiedet, um die Einführung von grünem oder blauem Wasserstoff als Weg zur Bekämpfung des Klimawandels zu unterstützen. Während China heute etwa ein Drittel des grauen Wasserstoffs liefert und verbraucht (gefolgt von den USA), werden Europa und Asien voraussichtlich die führenden Akteure bei der Einführung grünen Wasserstoffs sein. Auch die USA könnten dazu gehören, da unter Joe Biden eine neue Dynamik erkennbar ist.
Die Pläne der Europäischen Union sind ambitioniert. Im Juli 2020 hat die Europäische Kommission ihre Wasserstoffstrategie als Teil des europäischen Green Deals veröffentlicht, und sauberer Wasserstoff wurde als wesentlicher Bereich der Energiewende hervorgehoben. Bis 2024 sollen Produktionskapazitäten für grünen Wasserstoff geschaffen werden, die in etwa dem derzeitigen Verbrauch von grauem Wasserstoff entsprechen. Das Gas soll in möglichst viele Sektoren integriert werden, und zu Skaleneffekten und Kostensenkungen führen. Der Rotterdamer Hafen soll zum Wasserstoff-Hub werden. Neben anderen Projekten ist eine neue 250-MW-Elektrolyseurkapazität geplant, die von einem Offshore-Windpark unterstützt wird. Die Credendo-Analysten sehen ein Haupthindernis für die ambitionierten europäischen Pläne in der erheblichen zusätzlich benötigten Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien.
Asien und Australien sind weitere wichtige künftige Produzenten von sauberem Wasserstoff. Australien verfügt über expandierende Kapazitäten erneuerbarer Energien, breite Finanzmittel und starke staatliche Unterstützung. Es besteht eine große potenzielle regionale Auslandsnachfrage, insbesondere aus Japan, Südkorea und China, u. a. wegen der geplanten großflächigen Einführung von Wasserstoff-Brenstoffzellenfahrzeugen. Diese Nachfrage in Kombonation mit einer gut etablierten inländischen LNG-Infrastruktur und -Expertise könnte das Land dazu veranlassen, in verflüssigten Wasserstoff zu investieren. Australien könnte zur Wasserstoff-Exportdrehscheibe werden.
Andere Regionen werden beim Einsatz von Wasserstoff zurückbleiben. In Subsahara-Afrika beispielsweise gibt es große Herausforderungen vor der Schaffung von Produktionsstätten, insbesondere eine unzureichende Stromversorgung in Verbindung mit schleppender Nutzung erneuerbarer Energien und Wasserknappheit.
Für blauen Wasserstoff erwartet Credendo einen Großteil der Projekte in Nordamerika und Westeuropa.
Wie jede technologische Großentwicklung in der Anfangsphase bergen auch Wasserstoffprojekte Risiken unterschiedlicher Art.
Zu den technologischen Risiken zählen vor allem Brand- und Explosionsrisiken. Wasserstoff kann explodieren, wenn er mit Luft vermischt wird. Leckagen sind ohne Spezialwerkzeuge schwer zu erkennen, da Wasserstoff farb- und geruchslos ist.
Die sich schnell entwickelnden Kosten erschweren die Einschätzung des künftigen Wettbewerbsumfelds. Bei grünem Wasserstoff kann die Stromlieferung die Hälfte des Preises ausmachen. Weitere Preisrückgänge bei Onshore- und Offshore-Wind- und Solarenergie dürften daher große Auswirkungen haben. Auch die Kosten für Elektrolyseur-Hardware, die 20-40 % der Gesamtkosten ausmachen, werden von Effizienzsteigerungen profitieren. Die Wettbewerbsfähigkeit hängt auch von der Entwicklung der CO2-Preise auf der anderen Seite ab. Gerade aufgrund der Unsicherheiten hinsichtlich der künftigen Entwicklung sehen die Credendo-Analysten die Notwendigkeit öffentlicher Unterstützung und Anreize.
Auch die Nachfrageseite ist schwer abzuschätzen. Wasserstoff wird nicht breit gehandelt und wird heute von den Nutzern vor Ort produziert. Der Verbrauch wird von den künftigen Anwendungen abhängen und das Volumen des Wasserstoffbedarfs kann sich zwischen den Anwendungen erheblich unterscheiden.
Paradoxerweise können auch ökologische und soziale Erwägungen grünen Wasserstoff bremsen. So verweigerte die australische Regierung einem großen Projekt in Westaustralien die Umweltgenehmigung wegen inakzeptabler Auswirkungen auf Feuchtgebiete und Zugvögel in der Region.
