Was es braucht, damit die europäische Wasserstoffwirtschaft Realität wird

DISCLAIMER: Die hier aufgeführten Ansichten sind Ausdruck der Meinung des Verfassers, nicht die von EURACTIV Media network.

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Viele europäische Regierungen planen bereits Offshore-Windenergieausschreibungen mit erneuerbaren Wasserstoffkomponenten. [Mitsubishi Heavy Industries]

Die Idee einer „Wasserstoffwirtschaft“, die die mit Kohlenwasserstoff betriebenen Volkswirtschaften des 20. Jahrhunderts ersetzen soll, wird seit mindestens 50 Jahren diskutiert.

Maria João Duarte ist Vertreterin von Mitsubishi Power Europe bei den EU-Institutionen.

Bis jetzt ist diese Vision eher im Bereich der Science-Fiction geblieben: Die Kosten, die mit der Produktion, der Speicherung und dem Transport von Wasserstoff verbunden sind, haben den größten Teil seiner derzeitigen Nutzung auf einige wenige industrielle Nischenprozesse beschränkt.

Dies ändert sich nun aufgrund der Dringlichkeit, mit der viele Regierungen, darunter auch die der EU, den Klimawandel heute betrachten. Beispielsweise will die Europäische Kommission die Treibhausgasemissionen der EU bis 2030 halbieren.

Man geht davon aus, dass Wasserstoff bei der Entkarbonisierung unserer Volkswirtschaften zwei Schlüsselrollen zu spielen hat: die Ermöglichung einer stärkeren Nutzung erneuerbarer Elektrizität und die Entkarbonisierung aller Teile der Weltwirtschaft – einschließlich der CO2-intensiven Sektoren, wie der Schwerindustrie, die nur mühsam elektrifiziert werden können.

Der Reiz des Wasserstoffs liegt darin, dass er die Nutzung fossiler Brennstoffe in Industrie, Heizung und Verkehr ersetzen kann. Seine einzige Emission dabei ist Trinkwasser.

Die Wasserstoffproduktion stellt jedoch eine eigene Herausforderung bei der Dekarbonisierung dar: Heute werden 95 Prozent des Wasserstoffs durch Prozesse hergestellt, die entweder aus fossilen Brennstoffen oder aus Holz gewonnen werden.

Das Potenzial von Wasserstoff, eine wichtige Rolle bei der Entkarbonisierung unseres Planeten zu spielen, basiert daher weitgehend darauf, einen kosteneffizienten Weg zu finden, ihn ohne CO2-Emissionen zu produzieren.

Grüne(re) Wasserstoffproduktion

Laut der Wasserstoffstrategie der Europäischen Kommission könnte Wasserstoff im Jahr 2050 etwa 13 bis 14 Prozent des europäischen Energiemixes ausmachen. Heute macht er weniger als zwei Prozent aus.

Der Ausbau der Produktionskapazität wird idealerweise durch die Nutzung erneuerbarer Stromquellen für die Elektrolyse und die Erzeugung von sogenanntem „grünem“ oder erneuerbarem Wasserstoff erfolgen.

Die Kommission setzt sich das Ziel, dass innerhalb der EU bis zum Ende des Jahrzehnts mindestens 40 Gigawatt erneuerbare Wasserstoff-Elektrolyseure installiert und bis zu zehn Millionen Tonnen erneuerbaren Wasserstoffs produziert werden. Sie erkennt jedoch auch an, dass es Zeit braucht, bis diese Technologie vollständig ausgereift ist.

Die Kommission geht davon aus, dass die Wasserstoffproduktion aus fossilen Brennstoffen in Kombination mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) kurz- bis mittelfristig notwendig sein wird.

Dies wirft jedoch die Frage auf, wer in CCS für die Wasserstoffproduktion investieren wird, wenn nach den Schätzungen der Kommissionsstrategie erneuerbarer Wasserstoff im Jahr 2030 kostenmäßig wettbewerbsfähig sein wird. Acht Jahre sind eine sehr kurze Zeitspanne, wenn in große Infrastruktur wie CCS-Anlagen investiert wird.

Die EU-Politik und die Unterstützung für CCS sowie die langfristige Sicherheit für Investoren werden darüber entscheiden, ob eine EU-Wasserstoffwirtschaft Realität werden kann.

Das Ausmaß der Herausforderungen für jegliche Form der umweltfreundlichen Wasserstoffproduktion ist gewaltig.

Ein Partner für die Erneuerbaren

Die Herausforderung für erneuerbaren Wasserstoff ist besonders groß: Die Elektrolyse macht weltweit nur ein bis zwei Prozent der Wasserstoffproduktion aus. Wie die Kommission einräumt, sind die Kosten der Elektrolyseure das größte Hindernis für erneuerbaren Wasserstoff. Der Mangel an Großanlagen hat zu einer unterentwickelten Lieferkette geführt, was wiederum Ausrüstung und Produktion relativ teuer gemacht hat.

Ein Markttreiber, der Investitionen in mehr große Elektrolyseure fördern könnte, sind die rasch sinkenden Stromkosten in Ländern mit einem hohen Anteil an erneuerbarer Elektrizität.

Auch die Nutzung der Offshore-Windenergie wird immer attraktiver, da sie Strom zu niedrigen Kosten liefert. Gleichzeitig bietet das verstärkte Bestreben der Regierung, bis 2050 eine massenhafte Dekarbonisierung zu erreichen, den Investoren auch Gewissheit in Bezug auf die Wirtschaftlichkeit.

Die bevorstehende Strategie für erneuerbare Offshore-Energiequellen bietet sich als einzigartige Gelegenheit, die Diskussion darüber zu führen, wie dedizierte erneuerbare Offshore-Kapazitäten entwickelt und mit der Wasserstoffproduktion verbunden werden können.

Viele europäische Regierungen planen jedoch bereits Offshore-Windenergieausschreibungen mit erneuerbaren Wasserstoffkomponenten: Deutschland kündigte vor kurzem zusätzliche 5 GW an Offshore-Windkraft an, um direkt Wasserstoff zu erzeugen (neun Milliarden Euro Gesamtfinanzierung). Dänemark wird indes Energieinseln in der Ost- und Nordsee mit einer Mischung aus Offshore-Wind- und Wasserstoffproduktion schaffen.

In der Zwischenzeit untersuchen Unternehmen wie MHI Vestas Offshore Wind, wie die Windturbinen der Zukunft am besten mit Elektrolyseuren interagieren und dazu beitragen können, das optimale Gleichgewicht zwischen der Erzeugung von Elektronen und Molekülen im künftigen Energiemix zu finden.

Dieses Streben nach mehr erneuerbaren Wasserstoff-Elektrolyseuren ist auch eine Gelegenheit, schwer zu elektrifizierende Sektoren zu dekarbonisieren. Im österreichischen Linz wird an einem Standort des Stahlherstellers Voestalpine ein 6-MW-Elektrolyseur – derzeit der größte der Welt – betrieben. Primetals Technologies, Teil der Mitsubishi Heavy Industries Group, arbeitet mit Voestalpine an der Entwicklung eines Verfahrens zum Austausch fossiler Brennstoffe durch Wasserstoff in der Stahlproduktion.

Wasserstoff ist auch ein guter Partner für Batterien für die groß angelegte zeitweise Energiespeicherung und trägt zur Maximierung der erneuerbaren Energieerzeugung bei. Mitsubishi Power, Teil der MHI Group, beteiligt sich an der Entwicklung des weltweit größten Speichers für erneuerbare Energie: Das Projekt Advanced Clean Energy Storage in Utah in den USA zielt darauf ab, regenerativen Wasserstoff aus Sonnenenergie zu erzeugen, der später zur Stromerzeugung mit den Wasserstoffturbinen von Mitusbishi Power genutzt wird. Könnten Projekte wie dieses in Europa repliziert werden?

Herausforderung: Infrastruktur

Sobald Wasserstoff hergestellt ist, bleibt vor allem die Entwicklung der Infrastruktur, die eine stärkere Nutzung von Wasserstoff durch die Gesellschaft unterstützen kann und soll, eine Herausforderung.

Das Gas muss sowohl für die Speicherung als auch für den Transport komprimiert werden. Der Transport des Gases erfordert wiederum Anpassungen an bestehende Gasleitungen oder speziell dafür entworfene Wasserstofftanker.

Die Kommission drängt darauf, über lokale Verbindungen hinauszugehen und sich auf dedizierte Pipelines, die Aufrüstung bestehender Erdgasleitungen, Tankstellen, Speicheranlagen und den Transport zu konzentrieren.

Elf europäische Gasinfrastrukturunternehmen aus neun EU-Ländern haben bereits ihren European Hydrogen Backbone Plan für ein dediziertes Wasserstofftransportsystem einschließlich einer Kostenanalyse vorgelegt.

Die in der Strategie versprochene Gesetzgebung für einen reibungslosen Handel mit Wasserstoff auf dem gesamten Kontinent ist daher zu begrüßen. Die Entwicklung und der weitere Ausbau bestehender Wasserstoffträger wie Methanol oder Ammoniak, die von bereits etablierten internationalen Märkten profitieren, könnte Europa an den Weltmarkt anbinden.

Durch die Überarbeitung des heutigen EU-Rechtsrahmens, insbesondere der Richtlinie zu erneuerbaren Energien, sollte sich Europa auch darum bemühen, gleiche Wettbewerbsbedingungen zwischen Wasserstoff und anderen erneuerbaren Energieträgern und Kraftstoffen zu schaffen. Sind Quoten, wie in der Strategie erwähnt, ein ausreichender Antrieb? Eine unterstützende Politik und ein ordnungspolitischer Rahmen sowie langfristige Sicherheit für Investoren werden darüber entscheiden, ob die EU-Wasserstoffwirtschaft Realität werden kann. Lassen wir uns diese einmalige Gelegenheit nicht entgehen.

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