8 Gründe, warum Wasserstoff das nächste große Ding in der Energiebranche ist

Ist Wasserstoff die Lösung, um unsere Gesellschaft zu dekarbonisieren? Nach jahrelangen Debatten darüber, welche Rolle er in der Energiewende einnehmen würde, scheint es, dass Wasserstofftechnologien kurz davor stehen, die Bühne des Massenmarktes zu betreten. In den letzten drei Monaten verging keine einzige Woche ohne eine neue Ankündigung zur Wasserstoffstrategie, weder von Regierungen noch von Unternehmen. Ob Investitionen, technologische Entwicklungen oder Berichte - hier sind nur einige der Anzeichen dafür, dass Wasserstoff bald in unser tägliches Leben Einzug hält und eine Lösung für die Dekarbonisierung unserer kohlenstoffintensivsten Industrien darstellt.

Öffentliche Gelder fließen

Viele Länder in Europa und Asien haben die Gelegenheit ihrer wirtschaftlichen Erholungspläne nach der Pandemie genutzt, um ehrgeizige Wasserstoffstrategien zu entwickeln. Frankreich hat kürzlich ein 7-Milliarden-Euro-Paket zum Aufbau einer kohlenstofffreien Wasserstoffindustrie angekündigt. Deutschland hat einen ähnlichen Plan in Höhe von 9 Mrd. € aufgelegt. Im Juli sagte die Europäische Kommission, dass sie die Produktionskapazität von Elektrolyseuren von heute 250 MW auf 40 GW im Jahr 2030 erhöhen will. Ähnliche Strategien wurden von Großbritannien, Australien und asiatischen Ländern veröffentlicht. Dies sind nur einige der jüngsten Ankündigungen, aber sie zeigen einen klaren Trend zu massiven öffentlichen Investitionen in diesem Sektor.

Tankstellen oder Fahrzeuge? Das Henne-Ei-Problem endlich gelöst

Zwischen Tankstellen und Fahrzeugen, was sollte zuerst kommen? Wenn es keine Wasserstofftankstellen gibt, werden die Kunden zögern, Wasserstofffahrzeuge zu erwerben. Gibt es aber keine Fahrzeuge, ist die Nachfrage nach Wasserstofftankstellen zu gering. Diese Situation wurde oft als "Henne-Ei-Problem" beschrieben und war zentral für die Entwicklung dieses neuen Energievektors. Bis jetzt?

Dank strategischer Partnerschaften zwischen vielen verschiedenen Akteuren des Ökosystems kommen sowohl Fahrzeuge als auch Stationen zur gleichen Zeit. Zu diesen Ökosystemen gehören oft Autohersteller, Mobilitätsunternehmen, Logistikunternehmen, Wasserstoffproduzenten, Tankstellen usw. Indem sie gleichzeitig mit Nachfrage und Angebot zusammenkommen, können sie der Schlüssel zur Entwicklung von Wasserstoff sein.

Ein perfektes Beispiel für ein solches erfolgreiches Geschäftsmodell wurde von Air Liquide, einem weltweit führenden Unternehmen in der Wasserstoffproduktion, und Hype, der ersten 100%igen Wasserstoff-Taxiflotte, geschaffen. Die Flotte von Hype garantiert eine ausreichende Nachfrage nach den Air Liquide-Stationen in und um Paris. Hype zählt mittlerweile 130 Taxis im Betrieb und ist damit die größte FCEV-Flotte der Welt.

Wasserstoff-Züge sind auf dem Weg zu ihrem nächsten Ziel

Nach dem erfolgreichen Start in Deutschland expandiert der Coradia iLint, der erste wasserstoffbetriebene Zug der Welt, nun nach Österreich. Der von Alstom entwickelte hellblaue Zug bietet eine saubere Alternative zu alten, umweltschädlichen Diesellokomotiven auf nicht elektrifizierten Strecken. Die deutsche Nordregion plant bereits den Kauf weiterer 14 dieser Züge, während Frankreich seinen ersten wasserstoffbetriebenen Zug bis 2022 in Betrieb nehmen will. Für die Regierungen ist die Entscheidung eine klare Sache, da die Kosten für den Betrieb von Wasserstoffzügen viel geringer sind als die ihrer Diesel-Pendants, auch wenn sie in der Anschaffung teurer sind.

Wasserstoff-LKWs kommen auf die Straße

Im Juli 2020 liefert Hyundai Motor die ersten 10 Einheiten des XCIENT Fuel Cell, des ersten Brennstoffzellen-Schwerlastkraftwagens der Welt, in die Schweiz aus. Das Unternehmen plant, bis Ende des Jahres 50 Lkw und bis 2025 insgesamt 1.600 Einheiten auszuliefern.

Dies ist Teil eines innovativen Geschäftsmodells von Hyundai: Die Lkw werden von Hyundai Hydrogen Mobility (HHM), einem Joint Venture mit dem Schweizer Unternehmen H2 Energy, an gewerbliche Lkw-Betreiber auf Pay-per-Use-Basis vermietet. Dies bedeutet, dass die gewerblichen Flottenkunden keine Anfangsinvestitionen tätigen müssen und könnte die Einführung von Wasserstoff-Lkw beschleunigen. Um ein Netz von Tankstellen zu gewährleisten, eröffnete AVIA parallel dazu seine erste Wasserstofftankstelle in St. Gallen, Schweiz, die von Bertrand Piccard eingeweiht wurde.

Der Preis für grünen Wasserstoff sinkt

Obwohl Wasserstoff das am häufigsten vorkommende Element im Universum ist, ist er auf unserem Planeten nicht leicht verfügbar. Zur Herstellung von Wasserstoff gibt es verschiedene Methoden: die Verwendung von fossilen Brennstoffen wie Öl und Kohle, die CO2 in die Luft emittieren (grauer Wasserstoff); die Verwendung desselben Prozesses, aber unter Hinzufügung von Technologien zur Kohlenstoffabscheidung, um CO2-Emissionen zu vermeiden (blauer Wasserstoff); oder die Verwendung von erneuerbarem Strom zum Antrieb eines Elektrolyseurs, der den Wasserstoff von Wassermolekülen abspaltet (grüner Wasserstoff). Während grüner Wasserstoff die einzige nachhaltige Lösung ist, ist sein Preis viel höher als der seiner blauen und grauen Pendants.

Laut einer neuen Studie zur Wasserstoffökonomie von IHS Markit sinkt der Preis für grünen Wasserstoff jedoch schnell, vor allem aufgrund von Skaleneffekten und den sinkenden Kosten für erneuerbare Energien. In ihrer Wasserstoffstrategie kündigte die Europäische Kommission einen Zielpreis von 1-2 €/kg für grünen Wasserstoff an, womit er mit grauem Wasserstoff (derzeit etwa 1,5 €/kg) konkurrenzfähig wäre. Australien hat einen ähnlichen Plan namens "H2 under 2"-Programm, um die Kosten für grünen Wasserstoff unter AUS$2 ($1,40)/kg zu senken.

Fossile Brennstoffunternehmen erschließen das Wasserstoffpotenzial

Der ökologische Wandel wird viel schneller vonstatten gehen, wenn er die Unternehmen nicht auf der Strecke lässt. Und eine bestimmte Art von Unternehmen muss sich auf die Reise begeben: Versorgungs- und Mineralölunternehmen, angesichts ihrer finanziellen Bedeutung. Grüner Wasserstoff könnte eine gute Lösung sein, um sie mit ins Boot zu holen, und die jüngsten Ankündigungen zeigen, dass sie bereit sind, umzusteigen.

Erst diese Woche kündigte der spanische Energieversorger Iberdrola die Gründung einer neuen Geschäftseinheit an, die grünen Wasserstoff zur Versorgung von Industrie und Schwerlastverkehr entwickeln soll. Außerdem wurde ein Projekt für eine 100-MW-Solar-Photovoltaik-Anlage und ein Wasserstoffproduktionssystem vorgestellt, das erneuerbare Energie mittels Elektrolyse in Wasserstoffkraftstoff umwandeln soll. Die Anlage soll bis 2021 in Betrieb gehen und 39.000 Tonnen Kohlendioxid-Emissionen pro Jahr einsparen.

Kürzlich kündigte Shell Pläne für einen Offshore-Windpark in der Nordsee an, der auf die Herstellung von grünem Wasserstoff ausgerichtet ist. Das NortH2-Projekt würde bis 2030 eine Kapazität von 3 bis 4 GW haben und soll bis 2040 auf 10 GW erweitert werden.

Wasserstoff wird in unsere Erdgasinfrastruktur eingespeist

Wasserstoff wird oft als Lösung für die Dekarbonisierung des Transportsektors genannt. Aber es gibt noch einen anderen Bereich, in dem grünes H2 ein Schlüssel zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen sein könnte: Wärme. In vielen entwickelten Ländern ist Erdgas, ein fossiler Brennstoff, die Hauptquelle für die Heizung. In Großbritannien beispielsweise ist die Heizung für ein Drittel der Kohlendioxidemissionen verantwortlich. Um diese Emissionen zu reduzieren, könnte Wasserstoff in das bestehende Erdgasnetz eingespeist werden.

Im Januar startete in Großbritannien ein Testprojekt zur Einspeisung eines 20-prozentigen Wasserstoff-Erdgas-Gemischs zur Beheizung von 100 Häusern und 30 Fakultätsgebäuden an der Keele University in Staffordshire. Das HyDeploy-Projekt ist ein Versuch, der beweisen soll, dass die Mischung von bis zu 20 Volumenprozent Wasserstoff mit Erdgas "eine sichere und umweltfreundlichere Alternative zu dem Gas ist, das wir jetzt verwenden".

Der Hauptvorteil dieser Lösung ist, dass Wasserstoff die bestehende Gasinfrastruktur nutzen kann, so dass die Kunden ihre Koch- oder Heizgeräte nicht ändern müssen, um das Gemisch aufzunehmen, was weniger Störungen und weniger Kosten bedeutet.

Während es den britischen Netzbetreibern derzeit erlaubt ist, nur 0,1 Prozent Wasserstoff in das Gasnetz zu mischen, könnte die 20-prozentige Mischung bei landesweitem Einsatz 6 Millionen Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr einsparen.

Die Innovation boomt

Die Zahl der innovativen Wasserstofftechnologien hat in den letzten Jahren deutlich zugenommen. Diese Lösungen erleichtern den Transport von Wasserstoff, wie Hysilabs, seine Herstellung, wie HyRiS oder Atawheel, oder seine Speicherung, wie Stor-H. Viele dieser Technologien wurden von der Stiftung Solar Impulse ausgezeichnet, da sie die Energiewende unterstützen und die Demonstrationsphase hinter sich gelassen haben. Eine Liste der gelabelten Lösungen finden Sie unter diesem Artikel.

Das sind nur einige der Anzeichen dafür, dass Wasserstoff unweigerlich in unser tägliches Leben Einzug halten wird. Auch wenn Wasserstoff noch Herausforderungen zu bewältigen hat, gibt es kaum Zweifel daran, dass er eine Schlüsselrolle in einer sauberen, sicheren und bezahlbaren Energiezukunft spielen wird. Laut dem Hydrogen Economy Outlook von BNEF könnte Wasserstoff bis zum Jahr 2050 bis zu 24 % des weltweiten Endenergiebedarfs decken und 5,4 Millionen Arbeitsplätze schaffen. Wie Fatih Birol, Exekutivdirektor der Internationalen Energieagentur, im Bericht "TheFuture of Hydrogen" feststellte:

"Wasserstoff genießt heute einen beispiellosen Aufschwung. Die Welt sollte diese einzigartige Chance nicht verpassen, Wasserstoff zu einem wichtigen Bestandteil unserer sauberen und sicheren Energiezukunft zu machen."