Dieser Artikel erschien zuerst in H2-Ansicht.
Von Daryl Wilson, Executive Director, Hydrogen Council
12. Dezember 2015: ein Datum, das uns allen mittlerweile bekannt sein sollte. An diesem Tag unterzeichneten 195 Länder auf der COP21 in Paris ein rechtsverbindliches Abkommen, um die globale Erwärmung deutlich unter 2 °C zu halten, und signalisierten damit eine umfassende Transformation des weltweiten Energiesystems. Angesichts der drängenden Klimakrise müssen wir uns von fossilen Energieerzeugungs- und -verbrauchssystemen zu erneuerbaren Quellen wie Wind und Sonne bewegen.
Sauberer Wasserstoff und seine Derivate spielen eine wesentliche Rolle in diesem neuen Energiesystem, das darauf abzielt, bis 2050 weltweit Netto-Null-Emissionen zu erreichen. Als Ergänzung zu anderen Dekarbonisierungstechnologien, die in der gesamten Weltwirtschaft eingesetzt werden müssen, bietet sauberer Wasserstoff die einzige langfristige, skalierbare und kostengünstige Option für eine tiefe Dekarbonisierung in schwer zu reduzierenden Sektoren wie Stahl, Schwerlastverkehr und Ammoniak.
Schätzungen des Hydrogen Council zufolge können bis 2050 durch Wasserstoff 80 Gigatonnen (GT) an kumulativen CO2-Emissionen (Kohlendioxid) vermieden werden. Mit einem jährlichen Minderungspotenzial von sieben GT bis 2050 könnte Wasserstoff bis dahin 201 TP2T zur gesamten erforderlichen Minderung beitragen. Dies würde den Einsatz von 660 Millionen Tonnen (MT) erneuerbarem und kohlenstoffarmem Wasserstoff im Jahr 2050 erfordern – das entspricht 221 TP2T des weltweiten Endenergiebedarfs.
Wasserstoff ist also entscheidend für die Ermöglichung eines dekarbonisierten Energiesystems – wir haben dies in den Sitzungen des Hydrogen Council hervorgehoben Wasserstoff für Net Zero Bericht, veröffentlicht im Jahr 2021. Aber die Neuordnung der heutigen Wirtschafts- und Industriestrukturen wird umfassend sein. Um die globale Wirtschaft so schnell, effektiv und kosteneffizient wie möglich zu dekarbonisieren, brauchen wir den internationalen Wasserstoffhandel, um Quellen billiger erneuerbarer Energie mit Bereichen mit hoher Nachfrage zu verbinden. Dies ist der Schwerpunkt des brandneuen Berichts des Rates, Globale Wasserstoffströme, erschienen im Oktober.
Globale Wasserstoffströme, mitverfasst von McKinsey & Company, verbindet unseren vorherigen Bericht 2020, Weg zur Wettbewerbsfähigkeit von Wasserstoff, das die Kosten und den wirtschaftlichen Nutzen von Wasserstoff als Dekarbonisierungsvektor untersucht, mit Wasserstoff für Net Zero, die das Gesamtnachfragewachstum im Einklang mit den Netto-Null-Zielen für 2050 schätzt. Der neue Bericht bietet einen Ausblick darauf, wie sich die globalen Wasserstoffhandelsströme entwickeln könnten, und welche Investitionen erforderlich sind, um sie freizusetzen, und zeichnet ein Bild davon, wie die globale Wasserstoffwirtschaft bis 2050 aussehen könnte, wenn sie wirtschaftlich optimiert würde.
Der Bericht hebt hervor, dass die kumulativen Wasserstoffinvestitionen von 2030 bis 2040 verfünffacht werden ($1 Billionen im Jahr 2030 auf $5 Billionen im Jahr 2040) und sich dann bis 2050 auf $10 Billionen verdoppeln werden. Das bedeutet, dass die Investitionen in Wasserstoff bis 2050 1 TP3T500 Mrd. pro Jahr erreichen werden – das entspricht 251 TP2T der heutigen Gesamtausgaben für Energie.
Die Wasserstoff-für-Netto-Null-Trajektorie würde die Wasserstoffnachfrage im Jahr 2030 bei 145 MT sehen und bis 2050 auf mehr als 660 MT ansteigen. Globale Wasserstoffströme skizziert, wie wir diese 660 MT und den Weg dorthin so effizient und schnell wie möglich liefern könnten. Wo soll der Wasserstoff produziert werden? Wie soll produziert werden? Mit welchen Technologien und Ressourcen? Und, der Kern des Themas, wozu – um elektrische Energie zu bewegen, als Kraftstoffträger selbst oder als fertiges Produkt? Diese bestimmt, in welcher Form Strom oder Wasserstoff rund um den Globus bewegt wird.
Wir erkennen, dass es Märkte gibt, die mit ihrer eigenen Wasserstoffproduktion autark sein werden – sei es dank erneuerbarer Ressourcen oder Kohlenstoffbindungsanlagen. Es gibt Länder und Regionen, die heute massive Energieimporteure sind und auch in Zukunft massive Energieimporteure sein werden. Dann gibt es Regionen, die viel erneuerbare Energie selbst produzieren können, aber nicht genug, um den eigenen Bedarf zu decken. Hier wird es eine Mischung aus einheimischer erneuerbarer Produktion und Importen geben – und Europa ist das offensichtliche Beispiel.
Wenn wir uns ansehen, wo unserer Meinung nach Wasserstoff produziert wird und wie er sich auf der ganzen Welt bewegen wird, zeigt sich Folgendes:
- Ein Drittel des weltweiten Wasserstoffs wird lokal für den lokalen Verbrauch produziert
- Ein Drittel des Wasserstoffs wird in Gebieten produziert, die per Pipeline mit Verbrauchsgebieten verbunden sind – Pipelines sind der günstigste Weg, um große Energiemengen zu transportieren
- Ein Drittel des Wasserstoffs wird (in unterschiedlichen Formen) per Schiff um die Welt transportiert.
Wenn wir keinen internationalen Handel haben, muss die gesamte Energie dort produziert werden, wo sie verbraucht wird. Wie Globale Wasserstoffströme zeigt, sind die Bereiche mit großem Energieverbrauch nicht auf die Bereiche mit großer Verfügbarkeit erneuerbarer Ressourcen ausgerichtet. Wenn man den internationalen Handel nicht zulässt, muss man viel mehr regenerative Stromerzeugung dort installieren, wo sie eigentlich sehr ineffizient genutzt wird.
Auf China, Indien, Japan, Südkorea, Europa und Nordamerika werden 751 TP2T des weltweiten Wasserstoffbedarfs entfallen, wobei China in den kommenden Jahren zum größten Verbraucher werden wird. Aber insbesondere Japan und Korea werden nur über sehr begrenzte wettbewerbsfähige erneuerbare Energiequellen verfügen – wenn sie ihren gesamten erneuerbaren Strom selbst produzieren müssten, wäre dies sehr teuer.
Es wird weiterhin viel billiger sein, den größten Teil ihres Strom- und Kraftstoffbedarfs zu importieren, beispielsweise aus Australien, und diese Energie wird in Form von Wasserstoff oder Wasserstoffderivaten ankommen (denken Sie an Ammoniak zur Stromerzeugung). Es ist erwähnenswert, dass die Rolle von Brennstoffzellenfahrzeugen folglich in Japan und Korea weitaus umfassender sein könnte als in vielen Teilen der Welt, da sie auf Systemebene genauso oder möglicherweise effizienter sein werden als BEVs.
Entsperrt
Die Entwicklung des globalen Gas- und LNG-Marktes kann Parallelen zum voraussichtlichen globalen Markt für Wasserstoff aufweisen. Das entscheidende Unterscheidungsmerkmal ist jedoch, dass der Wert von Wasserstoff sowohl im Wert des physischen Produkts als auch im Wert des Umweltmerkmals – also der Zertifizierung – enthalten ist.
Damit internationaler Handel stattfinden kann, brauchen wir internationale Zertifizierungssysteme. Die Wasserstoffzertifizierung wird eine entscheidende Rolle dabei spielen, das Vertrauen der Kunden aufzubauen und den Kunden Wahlmöglichkeiten zu ermöglichen. Wir brauchen politische Entscheidungsträger, die international anerkannte, austauschbare Systeme schaffen, die es ermöglichen, dass sich Wasserstoff bewegt, und damit die Zielmärkte sicher sein können, was sie kaufen. Importregionen und einzelne Kunden können ihre eigenen Entscheidungen über die Attribute treffen, die sie benötigen, um lokale Standards zu erfüllen (erneuerbarer Inhalt, Kohlenstoffintensität), aber dies muss auf einer Reihe allgemein anerkannter Identifizierungsmethoden und -prinzipien basieren.
Wenn diese Zertifizierung realisiert wird, wird sie die Nachfrage stimulieren und einen marktbasierten Ansatz für die Wasserstoffbeschaffung ermöglichen. Dies wiederum wird den globalen, grenzüberschreitenden Handel mit Wasserstoff erleichtern und es ermöglichen, Angebot und Nachfrage auf effiziente Weise über alle Regionen hinweg zusammenzubringen.
Damit Wasserstoff in sehr großen Mengen bewegt werden kann, müssen wir natürlich eine Infrastruktur entwickeln. Energie bewegt sich heute über sehr weite Entfernungen und das wird im neuen Energiesystem der Fall sein.
In den letzten Jahren haben wir uns von Demonstrationsprojekten zur Entstehung von Projektclustern in Tälern und Häfen bewegt. Diese lokalen Wasserstoff-Hubs sind ein sehr starkes Konzept, wenn sich neue Industriestrukturen zu entwickeln beginnen, und sie stellen einen wichtigen Skalierungsschritt für neue Technologien dar. Aber Hubs müssen über ein vollständiges Infrastruktursystem miteinander verbunden sein, um den Energiebedarf in einer bestimmten Region zu decken, und das bedeutet Pipelines und miteinander verbundene erneuerbare Energien und Elektrolyseure. Ich denke, wir beginnen zu sehen, wo diese Infrastrukturinvestitionen getätigt werden müssen, und das ungefähre Tempo, um dies zu erreichen.
Die Dynamik für Wasserstoff nimmt weiter zu – der Hydrogen Council verfolgt derzeit 680 groß angelegte Projektvorschläge im Wert von $240 Mrd. – was den enormen Fokus auf die Rolle von Wasserstoff bei der Energiewende widerspiegelt.