Hoffnungsträger Wasserstoff: Alles Wissenswerte für Investoren - Teil 2

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Teil 2

Abbildung 4 verdeutlicht, dass aktuell überwiegend fossile Gase und Kohle für die Erzeugung von Wasserstoff verwendet werden. Nur rund vier Prozent des 2018 erzeugten Wasserstoffs seien durch (saubere) Elektrolyse in Verbindung mit erneuerbarer Energie produziert worden. Im Umkehrschluss bedeute dies: 96 Prozent der hergestellten Wasserstoffmenge seien unter Einsatz gerade solcher Inputstoffe hergestellt worden, die noch immer hauptverantwortlich für den Klimawandel sind.

Dazu muss man wissen, dass grauer Wasserstoff mehrheitlich aus Erdgas oder anderen fossilen Energieträgern gewonnen wird. Auch bei dem bei blauen Wasserstoff angewandten Produktionsverfahren wird auf Gas und/oder Kohle als wichtigste Inputstoffe zurückgegriffen.

Grüner Wasserstoff stelle die teuerste und komplexeste Produktionsweise dar. Wasser (H2O) wird dabei mittels des chemischen Prozesses der Elektrolyse in die beiden Moleküle O2 (Sauerstoff) und H2 aufgespalten - völlig ohne schädliche CO2-Emissionen. Wenn der für die Elektrolyse benötigte Strom dann auch noch aus erneuerbaren Energiequellen stamme, sei die gesamte Wertschöpfungskette CO2-neutral. Dies sei der Grund, warum grüner Wasserstoff für viele Experten die einzig sinnvolle, zukunftsorientierte Wasserstoffvariante darstelle. Doch die technologischen und finanziellen Hürden seien hoch: Im Vergleich zu blauem Wasserstoff seien die Produktionskosten pro erzeugtem Kilogramm Wasserstoff um den Faktor 2 bis 3 höher, wie Abbildung 5 verdeutlicht.

Die Herausforderung, eine grüne und damit wirklich saubere Wasserstoffwirtschaft zu etablieren, bestehe darin, dass immense Investitionen in verschiedene Technologiebereiche getätigt werden müssten, die gleichzeitig aufeinander abgestimmt seien. Um dieses langfristige Ziel zu erreichen, seien vor allem der Ausbau und die Förderung von grünem Strom, zusätzlich notwendiger Infrastruktur und effizienter Elektrolysekapazitäten notwendig. Denn aktuell gehe bei der Produktion von grünem H2 noch bis zu 36 Prozent der eingesetzten Energie verloren. Gemäß verschiedener Studien seien breit angelegte Investitionsprogramme über viele Jahre notwendig, um eine umfassende Infrastruktur und effiziente Technik sicher zu stellen. Doch dadurch könnte es gelingen - auch aufgrund von dann einsetzenden Skaleneffekten - die Kosten der Produktion deutlich zu senken, wie dies Abbildung 6 andeutet. Erste Erfolge bei den Kostensenkungsmaßnahmen seien bereits zu verzeichnen.

Vielfältige Einsatzgebiete denkbar

Die Chance, durch die stärkere Verwendung gerade von grünem Wasserstoff positiv auf den Klimawandel einzuwirken, sei ein wichtiger Punkt, warum eine öffentliche Förderung von H2 diskutiert werde und sinnvoll erscheine. Doch Wasserstoff besitze weitere, wichtige Eigenschaften, die ihn für eine breitere Anwendung interessant machen: Er kann - trotz seiner geringeren Dichte im Vergleich zu anderen Gasen - gespeichert werden (was einen Vorteil gegenüber Strom darstellt, dessen Speicherfähigkeit beschränkt ist), er kann transportiert werden (zum Beispiel auch in bestehenden Gasnetzen, grundsätzlich aber auch per Schiff und LKW), er kann als Vorleistungsprodukt genutzt werden (zum Beispiel in der chemischen Industrie), er lässt sich zur Erzeugung von Energie, Treibstoffen und großer Hitze verwenden und ist in einer Vielzahl unterschiedlicher Industriebereiche einsetzbar, die bislang fast ausschließlich auf fossile Brennstoffe in ihren Produktionsprozessen zurückgreifen.

Ein weiterer Vorteil sei die positive Wechselwirkung mit dem im Bereich erneuerbare Energien erzeugten Strom. Denn die Erzeugung von Wasserstoff könnte als eine "Puffertechnologie" dienen. Abbildung 8 verdeutlicht diesen einfachen, aber wichtigen Zusammenhang.

Die Chancen, die sich mittel- bis langfristig aus einer breiteren Verwendung von Wasserstoff ergeben, sind laut Union Investment - vor allem unter Klimagesichtspunkten - erheblich. Doch es müsse auch darauf hingewiesen werden, dass - neben den immensen Kosten, der Komplexität und Langfristigkeit der Projekte - Wasserstoff auch einige Nachteile aufweise: So müsse Wasserstoff produziert werden; dies bedeute, dass H2 immer einen (Kosten-)Nachteil gegenüber fossilen Energiequellen besitze, die lediglich gefördert oder abgebaut werden müssen. Aufgrund seiner geringeren Dichte (im Vergleich zu anderen Gasen) sei Wasserstoff aufwendiger zu speichern. H2-Speicheranlagen benötigten also vergleichsweise mehr Platz und sind deshalb auch tendenziell teurer.

Wasserstoff könne relativ gut in Leitungen transportiert werden. Doch die oftmals notwendigen Aggregatumwandlungen von Wasserstoff während des Transports, zum Beispiel auf Schiffen und mit LKWs, trieben die Kosten für den industriellen Endverbraucher in die Höhe und führten zu einem Energieverlust. Daher sei mitentscheidend, aber auch kostenintensiv und langwierig, zunächst die Infrastruktur für eine verlässliche und möglichst kostengünstige Versorgung mit Wasserstoff zu gewährleisten.

Teil 3 dieser Studie erscheint am Montag, 29. Juni 2020