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Wann wird Wasserstoff zu einer wettbewerbsfähigen Industrie?
Wasserstoff kann eine Schlüsselrolle dabei spielen, dass Länder, Städte und Unternehmen ihre energiebedingtenCO2-Emissionen auf Null reduzieren, um ehrgeizige Klimaziele zu erreichen. Um diese Rolle zu erfüllen und eine breite Akzeptanz zu erreichen, muss der Preis für Wasserstoff jedoch deutlich sinken.
Aktuellen Schätzungen zufolge ist blauer Wasserstoff doppelt so teuer wie Erdgas, und grüner Wasserstoff kostet nach dem Transport über lange Strecken das Fünffache davon. Prognosen zufolge werden die Preise schnell sinken, aber Wasserstoff braucht dringend Unterstützung, um in den nächsten zehn Jahren wirtschaftlich lebensfähig zu werden, damit dies geschehen kann.
Der EU-Mechanismus zur Anpassung der CO2-Grenzen (Carbon Border Adjustment Mechanism, CBAM) trägt dazu bei, dass die Grundlagen der Wasserstoffwirtschaft geschaffen werden. Dennoch müssen Unternehmen und Volkswirtschaften schnell handeln, wenn sie an der Entwicklung teilhaben wollen.
Zu verstehen, was den Wasserstoffpreis beeinflusst und was eine Preisänderung vorantreiben wird, ist entscheidend, um dem öffentlichen und privaten Sektor dabei zu helfen, Politik und Infrastruktur zu schaffen, um die Chancen zu nutzen, die mit dem Ausbau und der Entwicklung von Wasserstoff zu einer kostengünstigen Industrie verbunden sind.
Drei Faktoren, die den Preis beeinflussen
1. Produktion
Der Preis von blauem Wasserstoff hängt vom Preis fossiler Brennstoffe, von der zur Wasserstofferzeugung verwendeten Reformierungstechnologie und von den Kosten für die Kohlenstoffabscheidung und langfristige Speicherung ab. Der Preis von grünem Wasserstoff hängt vom Preis der erneuerbaren Energien, der Elektrolyseure und des Wassers ab, das zur Wasserstofferzeugung verwendet wird.
Blauer Wasserstoff ist derzeit erschwinglicher als grüner, aber dies wird sich voraussichtlich Mitte der 2020er bis 2030er Jahre aufgrund sinkender Preise für erneuerbare Energien und Größenvorteile durch den verstärkten Einsatz von Elektrolyseuren ändern. (Quelle: Link.)
2. Verkehr
Wie Erdgas lässt sich auch Wasserstoff relativ leicht durch Pipelines im Inland transportieren. Für Länder wie Australien, die ein nachhaltiges Exportprodukt wünschen, muss Wasserstoff jedoch in einen transportfähigen Kraftstoff umgewandelt werden. Die Unzulänglichkeiten dieses Prozesses können den Preis von Wasserstoff um 50 bis 100 % erhöhen.
Es werden verschiedene Technologien zur Verbesserung dieses Prozesses erprobt, aber alle haben physikalische Grenzen, die sich negativ auf Kosten und Effizienz auswirken. Ammoniak ist eine Alternative, aber dieses Verfahren verbraucht viel Energie und ist ein gefährlicher Stoff. Es gibt weniger gefährliche Alternativstoffe zu flüssigem Wasserstoff, die jedoch oft die Energiedichte beeinträchtigen. Welche Lösung die beste ist, hängt höchstwahrscheinlich von der Endanwendung ab.
3. Effizienz der Endanwendung
Die Energiedichte von Wasserstoff ist im Verhältnis zum Gewicht dreimal so hoch wie die von Batterien, die Strom speichern. Das bedeutet zwar, dass Wasserstoff für den Langstrecken-Schwerlastverkehr, z. B. für Lastkraftwagen und die Luftfahrt, geeignet sein könnte, doch sind Batterien für leichtere und weniger genutzte Fahrzeuge besser geeignet. Da Gabelstapler rund um die Uhr in Betrieb sein müssen, überwiegen die Kostensteigerungen durch Wasserstoff die Ausfallzeiten beim Aufladen der Batterien.
Für die Stromerzeugung haben die meisten Turbinen- und Motorenhersteller Modelle entwickelt, die zu 100 % mit Wasserstoff betrieben werden können; bei der Verbrennung kommt es jedoch zu erheblichen Wärmeverlusten. Brennstoffzellen müssen noch die Größenordnung der Stromerzeugung erreichen und könnten durch die Verwendung alternativer, weniger teurer Materialien auch preislich günstiger sein.
In Haushalten oder Gewerbebetrieben kann die Verbrennung von mit Wasserstoff angereichertem Gas zum Heizen und Kochen über die städtischen Gasnetze zugänglich gemacht werden. Bleibt die Umstellung aus, besteht die Gefahr, dass andere Erdgasnetze nicht mehr genutzt werden können. Das jüngste Hy4Heat-Programm des Vereinigten Königreichs zeigt, dass diese Umstellung mit den richtigen Anreizen machbar ist.
Wie wird die CBAM der EU eine Preisänderung bewirken?
Insgesamt ist Wasserstoff derzeit doppelt so teuer wie Strom, wenn er für die Stromerzeugung verwendet wird. Das mag zwar schrecklich klingen, aber die Kosten pro eingesparter Tonne Kohlenstoff sind geringer als die Kosten der Offshore-Windkraft im Vereinigten Königreich vor 20 Jahren, die heute wettbewerbsfähig ist. Die Frage ist, ob die Länder im asiatisch-pazifischen Raum den Wert von Kohlenstoff so hoch einschätzen, dass sie diesen Wandel vorantreiben? Die Antwort lautet höchstwahrscheinlich ja.
Die EU hat sich das Ziel gesetzt, bis 2050 kohlenstofffrei zu sein, und die CBAM ist ein wichtiger Schritt in diese Richtung. Ab 2026 wird auf Emissionen, die bei der Herstellung bestimmter in die EU exportierter Waren entstehen, eine Gebühr in Höhe des EU-Kohlenstoffpreises erhoben - etwa 90 Dollar pro Tonne oder das Vierfache des weltweiten Durchschnitts.
Wenn Waren in die EU importiert werden, werden sie mit dieser Abgabe belastet, die mit dem verkörperten Kohlenstoff verbunden ist. Diese Maßnahme schützt die heimische Industrie und treibt sie gleichzeitig dazu an, auf kostspieligere kohlenstoffarme Lösungen umzustellen. Die CBAM in Europa schützt die heimische Industrie davor, von importierten Waren aus Ländern, die keine kohlenstoffarmen Lösungen eingeführt haben, unterboten zu werden (oft als Carbon Leakage bezeichnet). Ohne diese Maßnahme würde die europäische Industrie ins Ausland abwandern.
Die CBAM bietet den globalen Handelspartnern Anreize, ihre eigenen nationalen Kohlenstoffabgaben einzuführen, so dass die Mittel im Land und nicht in Europa bleiben. Dies wird weitreichende Auswirkungen auf die Förderung von Investitionen in die Wasserstofftechnologie und erneuerbare Energien haben und den Rückgang der Wasserstoffpreise erheblich beeinflussen. Es ist auch wahrscheinlich, dass viele europäische Länder Einspeisetarife für Wasserstoff einführen werden, was die Nachfrage weiter ankurbeln wird.
Wie wird der Wasserstoffpreis fallen?
Das nachstehende Diagramm veranschaulicht, wie der Wasserstoffpreis im Laufe der Zeit fallen könnte, einschließlich einer Ober- und Untergrenze in Abhängigkeit von verschiedenen Variablen. Bei unseren Untersuchungen haben wir die Einschätzungen anderer, z. B. des Hydrogen Council, und die Schätzungen unserer Kunden berücksichtigt.
Blauer Wasserstoff wird aufgrund von Ineffizienzen bei der Produktion und der Kohlenstoffabscheidung wahrscheinlich teurer bleiben als Erdgas. Dennoch wird blauer Wasserstoff zumindest in den nächsten zehn Jahren erschwinglicher sein als grüner Wasserstoff. Es gibt jedoch Orte auf der Welt, an denen grüner Wasserstoff kurzfristig erschwinglicher sein könnte als blauer.
Länder wie Australien haben mit die beste Sonneneinstrahlung weltweit und verfügen über riesige Flächen an erschwinglichem Land. Andere Länder hingegen müssen Wasserstoff unter weniger günstigen Bedingungen und mit weniger erneuerbaren Ressourcen erzeugen.
Die Entwicklung des Wasserstoffpreises wird darüber entscheiden, wie die Regierungen mit Wasserstoff umgehen. Der Markt muss stimuliert werden, um einen frühen Preisverfall zu bewirken, und diejenigen, die frühzeitig Maßnahmen ergreifen, werden langfristig wahrscheinlich den günstigsten Wasserstoff haben.
