Tag: Hydrogen

  • Wasserstoff: Zum Jagen tragen – eine Bestandsaufnahme für Nordwesteuropa

    Die IEA veröffentlichte in dieser Woche ihren aktuellen  „Northwest Europan Hydrogen Monitor 2024“. Er zeigt, wie weit Grüner Wasserstoff (aus Grünstrom) und Blauer Wasserstoff (Erdgas plus CCS) bisher vorangekommen sind. Die Region umfasst 10 Länder, darunter Deutschland, Benelux, Frankreich, Norwegen und UK.

    Addiert man die nationalen Ziele, müssten die 10 Länder bis 2030 auf eine Elektrolysekapazität von 30 GW bis 40 GW zusteuern. Damit könnten jährlich, grob geschätzt, 5-7 Mio.t Grüner Wasserstoff erzeugt werden. 

    Quelle: IEA

    Auch die Liste der bisher geplanten Projekte in NWE deutet auf einen Ausbau von 7 Mio.t H2 bis 2030 hin. Davon entfallen aber nur 55% auf Grünen Wasserstoff. Der Rest wäre Blauer Wasserstoff. Da von der ersten Planungsphase bis zum Betriebsbeginn normalerweise mindestens 5 Jahre vergehen, erscheinen die 2030-Ziele für Grünen Wasserstoff also schon jetzt sehr unrealistisch.

    Das eigentliche Problem ist aber der Entwicklungsstand dieser Projekte. Nur knapp 4 Prozent der Vorhaben sind im Betrieb, im Bau oder können zumindest eine klare Investitionsentscheidung aufweisen (Final Investment Decision). Der Rest befindet sind in noch in einer vagen Planungsphase oder es wird noch die Machbarkeit geprüft (Feasibility Studies).

    Auch eine Momentaufnahme der bestehenden oder fest geplanten Anlagen ist ernüchternd. Die Kapazitäten pro Land sind:

    Deutschland:

    – in Betrieb: 90 MW

    – FID/im Bau: 650 MW

    Österreich 

    – in Betrieb: 15,2 MW

    – FID/im Bau: 143 MW

    Belgien:

    – in Betrieb: 1,3 MW

    – FID/im Bau: 2,5 MW

    Dänemark:

    – in Betrieb: 16 MW

    – FID/im Bau: 250 MW

    Frankreich:

    – in Betrieb: 28 MW

    – FID/im Bau: 250 MW

    Niederlande:

    – in Betrieb: 10 MW

    – FID/im Bau: 210 MW

    Norwegen:

    – in Betrieb: 4 MW

    – FID/im Bau: 78 MW

    UK:

    – in Betrieb: 10 MW

    – FID/im Bau: 55 MW

    In NWE liegen die aktuellen Kapazitäten für Grünen Wasserstoff demnach unter 200 MW. Das sind gerade einmal 0,6% der für 2030 geplanten Kapazitäten. Weitere 1,7 GW sind im Bau oder post-FID. Aber auch das wären nur 5% der nationalen Zielmengen für 2030. Mit dieser Elektrolyseflotte ließen sich nicht viel mehr als 0,25 Mio.t H2 produzieren.

    In NWE wird derzeit 4,5 Mio.t Grauer Wasserstoff pro Jahr verbraucht (davon 0,5 Mio.t als By-Product), vor allem in den Ölraffinerien und in der Chemie. In der gesamten EU sind es 7,5 Mio.t. Die bisher relativ sicher absehbaren Mengen an Grünem Wasserstoff könnten 2030 in NWE also nur etwa 5% der bisherigen fossilen Wasserstoffproduktion ersetzen.

    Quelle: IEA

    Wasserstoffimporte aus Übersee

    Damit rückt der Import von Wasserstoff aus Übersee in den Mittelpunkt der Strategien. Auch hier geht es nur langsam voran.

    Im letzten Jahr gab es weltweit 7 Pilotprojekte für den Seetransport von Low-Emission Wasserstoff oder H2-Derivaten, vor allem aus den Ländern am Persischen Golf Richtung Asien.

    Bis 2030 könnten größere Mengen Richtung NW-Europa verschifft werden, aber noch ist nichts in trockenen Tüchern. Das folgende Schaubild zeigt die bisherigen Absichtserklärungen (MoU, Joint Declaration).

    Ein Teil der Projekte wird sicherlich realisiert werden und schon jetzt ist klar, das NWE und Japan wichtige, vermutlich sogar die wichtigsten Zielregionen der ersten Pilotprojekte sein werden. Fast der gesamte Wasserstoff, der auf dem Seeweg kommen soll, wird Europa übrigens in Form von Ammoniak erreichen.

    Quelle: IEA

    Fazit

    Explizit und zwischen den Zeilen machen die Autoren der IEA klar, dass der Wasserstoffhochlauf viel zu langsam voranschreitet, um die Ziele auf nationaler oder EU-Ebene zu erreichen.

    (1) Einerseits zeigt der Bericht große Fortschritte auf der politischen und regulativen Seite, vom EU-Rechtsrahmen für Gas/Wasserstoff, den Delegated Acts der EU, bis zur Hydrogen Bank und ersten IPCEI-Förderentscheidungen. Vor allem in Deutschland ging es voran mit ersten Entscheidungen für H2Global, die CCfDs (Klimaschutzverträge), die Kraftwerkstrategie und das Wasserstoffnetz. 

    (2) Weniger eindrucksvoll präsentierte sich die Wirtschaft. Sie zögert mit Investitionsentscheidungen für die immer noch zahlreichen geplanten Großprojekte und beschränkt sich in der Praxis auf Pilotprojekte, die weitgehend aus Steuergeldern finanziert sind. Immer wieder verschwinden jahrelang angekündigte Wasserstoffprojekte sang- und klanglos aus dem Investitionsportfolio der Energiekonzerne, nicht selten erst mehrere Monate, nachdem der Ausstieg intern schon beschlossen wurde.

    Probleme aus Sicht der Unternehmen sind dabei nicht zuletzt die unsicheren Kosten- und Preisentwicklungen sowie der teilweise noch unklare Rechts- und Subventionsrahmen. Alle Stakeholder betreten Neuland, denn bisher gibt es noch keinen Markt für Grünen/Blauen Wasserstoff oder die emissionsarmen Derivate wie Ammoniak oder Methanol. Das gilt nicht nur die EU. Auch in den USA ringen die Lobbys jetzt schon seit zwei Jahren um die Definitionen für Grünen Wasserstoff und die davon abhängige Höhe der Subventionen. 

    Aber auch der Fiskus geht Finanzierungsrisiken ein, die in ihrer Höhe vielleicht noch gar nicht realisiert worden sind: Die IEA und der HYDRIX (virtueller Preis für Grünen Wasserstoff an der EEX-Börse) sahen die Kosten für Grünen Wasserstoff Anfang 2024 bei 6-8 $/kg H2. Fossiler Wasserstoff kostete lediglich 2,3 $/kg H2, also ein Drittel davon. Blauer Wasserstoff lag bei etwa 3 $/kg H2.

    Steuerfinanzierte CfDs, die die Lücke zwischen fossilem und Grünem Wasserstoff schließen sollen, kämen schnell an fiskalische Grenzen: Eine Lücke von z.B. 4 Euro je Kilogramm Wasserstoff würde sich bei geplanten EU-Mengen von 20 Mio.t auf jährliche Subventionen von 80 Mrd. Euro summieren. Das ist eine Größenordnung, die politisch vielleicht nicht auf Dauer durchzuhalten ist. Andererseits verlangen die Projektträger langfristig stabile Perspektiven für ihre Großprojekte.

    Das ökonomische Umfeld ist also höchst unsicher, denn die Höhe der Erdgaspreise ist langfristig nicht prognostizierbar. Auch die bislang sehr optimistischen mittelfristigen Kostenprognosen für Grünen und Blauen Wasserstoff kommen derzeit ins Wanken. Steigende Rohstoffpreise, knappe Komponenten, unerwartete technische Probleme und interne Entwicklungsprobleme der Elektrolysebranche hatte vor zwei, drei Jahren kaum jemand auf dem Schirm. Damit bleibt unklar, wie teuer Grüner und Blauer Wasserstoff Ende des Jahrzehnts und darüber hinaus sein wird.

    Der langsame Hochlauf beschwört allerdings auch noch ganze Risiken herauf: Die raschen Fortschritte bei der Elektrifizierung in vielen Branchen und die mögliche Abwanderung energieintensiver Branchen aus der EU (vgl. die aktuellen Stellenkürzungen bei Thyssenkrupp oder die Pläne von BASF) könnten den Bedarf an Wasserstoff in der EU und in Deutschland weit unter die Langzeit-Prognosen der Klimaschutzszenarien fallen lassen.

    Autor: Steffen Bukold

    Download-Link für den Bericht der IEA: Northwest European Hydrogen Monitor 2024, Paris April 2024 (3,5 MB)

  • Studie: Grüner vs Blauer Wasserstoff: Ein Vergleich der Klimaeffekte und Kosten (Sep./Jan.2021)

    Das Thema Wasserstoff hat in diesem Jahr weiter an Fahrt aufgenommen. Doch wie soll der Markthochlauf einer Wasserstoffwirtschaft ablaufen? Welcher Pfad verspricht die besten Ergebnisse beim Klimaschutz, bei den Kosten und für neue Arbeitsplätze?

    Im Auftrag von Green Planet Energy (Greenpeace Energy eG) haben wir zusammen mit den Strommarktexperten von Energy Brainpool im Dezember 2020 zu diesen Fragen eine umfangreiche Studie mit konkreten Zahlen für mehrere Szenarien erstellt.

    Ein wichtiges Ergebnis: Ein rascher Ausbau der EE-Stromerzeuger zusammen mit dem parallelen Ausbau von Grünem Wasserstoff ist nicht nur klimafreundlicher, sondern voraussichtlich auch deutlich billiger als der Pfad mit Blauem Wasserstoff, also dem Einsatz von Erdgas plus CO2-Speicher.

    In der Zwischenzeit, also vom Januar bis zum September 2021, gab es erhebliche Turbulenzen auf den Energiemärkten, die jedoch unsere Grundaussage nicht verändern. Zwei Trends waren in den letzten Monaten von besonderer Bedeutung:

    • Die Erdgaspreise haben sich in den letzten 12 Monaten glatt verfünffacht. Der Frontmonat am TTF-Hub kostet derzeit etwas über 50 €/MWh. Im letzten Sommer waren es unter 10 €/MWh. Auch die längerfristigen Terminpreise haben sich mehr als verdoppelt. TTF Cal22 kostet um die 34 €/MWh.
    • Das bedeutet, dass die Kosten von Grauem und Blauem Wasserstoff zumindest im Moment weitaus höher liegen als in der Studie angenommen.
    • Auch die Strompreise wurden von den hohen Erdgaspreisen, Kohlepreisen und CO2-Preisen (ETS) mit nach oben gezogen. Baseload Day-Ahead Strom kostet im Moment 127 €/MWh. Für Strom im nächsten Jahr (Baseload Cal22) müssen 91 €/MWh gezahlt werden. Vor einem Jahr waren für den Year-Ahead Strom lediglich 42 €/MWh fällig.
    • Das bedeutet, dass Elektrolyseure, die mit hoher Auslastung arbeiten müssen, ebenfalls weitaus höhere Kosten haben, wenn sie den Strom aus dem Netz beziehen.
    • Nur Elektrolyseure, die ihre Fahrweise an das Strompreisniveau anpassen können, können den hohen Strompreisen teilweise ausweichen, indem sie nur an kostenattraktiven Tageszeiten oder Wochentagen arbeiten. Dadurch steigen jedoch andererseits die spezifischen Kapitalkosten, da die Auslastung der Anlagen sinkt.
    • Elektrolyseure, die flexibel fahren und sich nicht (nur) über das Netz versorgen, sondern z.B. (auch) über einen regionalen Windpark oder Solarpark mit langfristig festgelegten Preisen (z.B. PPA), hätten in der aktuellen Situation Wettbewerbsvorteile.

    Diese unterschiedlichen Ausgangssituationen werden in diesen Szenarien unserer Studie weitgehend abgebildet. Insofern lohnt sich die Lektüre nach wie vor – zumal der Text auch zahlreiche andere Wasserstoffthemen behandelt.

    Sie können die Studie als PDF downloaden (4,6 MB).

  • Wasserstoff im Klimaschutz-Sofortprogramm

    Was muss direkt nach der Bundestagswahl in knapp vier Wochen geschehen, wenn die politisch vereinbarten Klimaziele erreicht werden sollen, also Klimaneutralität bis 2045 und Reduzierung der Emissionen bis 2030 um 65% gegenüber 1990. Die Berliner Institute Agora Energiewende, Agora Verkehrswende und die Stiftung Klimaneutralität schlagen ein Sofortprogramm mit 22 Punkten vor.

    Welche Rolle soll Wasserstoff in diesem Programm spielen? 

    1. Nationale Ebene: Die Produktion von Wasserstoff und die Infrastruktur

    Die Autoren bemängeln, dass ein Jahr nach der Veröffentlichung der Nationalen Wasserstoffstrategie (NWS) im letzten Sommer der Markthochlauf der Wasserstoffwirtschaft noch immer unklar ist. Nach wie vor fehlen die Instrumente und Pläne. Das gilt für die Angebotsseite, die Nachfrageseite und auch für die Finanzierung der Infrastruktur . 

    Die Verabschiedung einer “Wasserstoffstrategie 2.0” ist daher in den ersten 100 Tagen Regierungsarbeit notwendig:

    a. Etwa 60 TWh klimaneutraler und daher Grüner Wasserstoff sollen bis 2030 zur Verfügung stehen. Das ist in etwa dieselbe Menge, die zur Zeit in Deutschland als Grauer Wasserstoff, also mit hohen Emissionen aus Erdgas, erzeugt und verbraucht wird. Das geschieht bisher vor allem in Ölraffinerien und in der Chemie. 

    b. Die zusätzlichen klimaneutralen Wasserstoffmengen sollen dagegen durch Elektrolyseure bereitgestellt werden. Bis 2030 sind Kapazitäten von 10 GW notwendig. Das Volumen der Förderprogramme für die Herstellung von Grünem Wasserstoff soll daher mindestens verdoppelt werden.

    c. Allerdings sollen die Elektrolyseure systemdienlich arbeiten. Standortwahl und Produktionszeiten sollen das Stromnetz nicht zusätzlich belasten. Also keine Anlagen, die – wie bisher die Dampfreformer in den Raffinerien – rund um die Uhr laufen und sich allein nach den Wünschen der Abnehmer richten. 

    d. Ein H2-Startnetz soll umgehend in Angriff genommen werden: Mit staatlicher Beteiligung soll zusammen mit den Gasnetzbetreibern eine zentrale Infrastrukturgesellschaft geschaffen werden, um den Bau und die Finanzierung eines H2-Startnetzes zu beschleunigen. 

    2. Nationale Ebene: Die Nachfrage nach Wasserstoff

    Die Autoren verfolgen keinen “All-of-the-Above”-Ansatz, wie er etwa in der Nationalen Wasserstoffsstrategie (NWS) anklingt oder wie er auch empirisch in Deutschland und weltweit beobachtbar ist. Dort gibt es mittlerweile ein buntes Sammelsurium von oftmals lokalen H2-Projekten, die sich nicht an der Systemoptimisierung oder der “Systemdienlichkeit” orientieren. Vielmehr sind es zahllose Einzelinitiativen für Grünen und Blauen Wasserstoff in vielen Bereichen der Mobilität, Industrie, Wärmeversorgung oder Stromspeicher.

    Im Gegensatz dazu soll der knappe Wasserstoff im Sofortprogramm nur in wenigen Sektoren zum Einsatz kommen. Vor allem dort, wo ein direkter Stromeinsatz nicht möglich ist. 

    a. Industrie

    Grüner Wasserstoff (Blauer Wasserstoff wird nicht erwähnt) soll im Sofortprogramm vor allem in der Stahl- und Chemieindustrie zum Einsatz kommen. Begründung: Hier gibt es neben den Wasserstoffpfaden nur wenige Alternativen, die klimaneutrale Prozesse ermöglichen.

    Die Mehrkosten der Unternehmen sollen durch das Angebot von Klimaschutzverträgen aufgefangen werden. Da ein Großteil der bestehenden Anlagen ohnehin bis 2030 ersetzt oder modernisiert werden muss, können diese Abkommen schrittweise zur Dekarbonisierung der Industrie beitragen, ohne dass disruptive Stilllegungen notwendig werden. 

    b. Güterverkehr auf der Straße

    Der Güterverkehr wird auch in den kommenden Jahrzehnten vor allem auf der Straße stattfinden. Batterie, Brennstoffzelle oder Oberleitung? Die Autoren wollen sich hier nicht festlegen. Europäische Innovationskorridore sollen allen Optionen eine Chance geben.

    c. Gebäudeheizung

    Auch bei der Wärme stehen mehrere Optionen zur Auswahl. Klar ist, dass ab 2024 weder im Neubau noch im Bestand neue fossile Heizungen eingebaut werden sollen. Wärmepumpen oder klimaneutrales Gas bzw. Liquids sind die Mittel der Wahl, wenn Nah- und Fernwärme nicht opportun erscheinen. 

    Der Einsatz von Grünem Wasserstoff für die Raumwärme soll im Sofortprogramm gering bleiben, wird aber – z.B. für Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen – nicht ausgeschlossen.

    3. Maßnahmen auf der europäischen Ebene (EU)

    Im Dezember will die EU-Kommission weitere Maßnahmen für das “Fit for 55”-Paket vorschlagen. Die Autoren des Sofortprogramms schlagen eine Reihe von Verschärfungen und Ergänzungen gegenüber den bisherigen Vorschlägen der EU-Kommission vor:

    Die Bundesregierung soll sich dafür einsetzen, dass der Anteil der klimaneutralen Kraftstoffe im internationalen Luft- und Seeverkehr bis 2050 auf 100% steigen wird. Nach Stand der Technik kann das zum größeren Teil nur durch wasserstoffbasierte Kraftstoffe sowie durch Biokraftstoffe bewerkstelligt werden. 

    Auch soll die EU dafür sorgen, dass in allen Sektoren effizienteren strombasierten Lösungen Vorrang gegenüber anderen Lösungen eingeräumt wird. Das würde wasserstoffbasierte Anwendungen etwa im Wärmebereich oder im Verkehr tendenziell eher bremsen.

    Die EU soll zudem strikte Kontrollen bei Methanemissionen einführen und dazu passende Standards bei Energieimporten festlegen. Ergänzend soll ein satellitengestütztes Zertifizierungssystem für Methanemissionen eingeführt werden. Für die Wasserstoffwirtschaft kann das bedeuten, dass Importe von Blauem Wasserstoff (also erdgasbasiertem Wasserstoff plus CCS) erschwert werden.

    Länder mit hohen spezifischen Methanemissionen im Erdgassektor wie Algerien oder Russland hätten gegenüber Lieferanten mit geringeren Upstream-Emissionen wie Norwegen oder Saudi-Arabien Nachteile. Generell hätte Grüner Wasserstoff Vorteile gegenüber Blauem Wasserstoff.

    Quelle: Agora Energiewende, Agora Verkehrswende, Stiftung Klimaneutralität (2021): Das Klimaschutz- Sofortprogramm. 22 Eckpunkte für die ersten 100 Tage der neuen Bundesregierung. Download
    Projektleitung: Frank Steffe, Julia Metz, Benjamin Fischer 

  • GEB193 – H2 Edition: Wasserstoff – Preise, Kosten, Emissionen

    In der zweiten Ausgabe der “H2-Edition” unseres Global Energy Briefing dreht sich erneut alles um das Thema Wasserstoff. Schwerpunkte dieser Ausgabe (42 Seiten) sind Preise, Kosten und Emissionen der Wasserstoffproduktion (Grün/Blau).


    Interessiert an einem Abonnement unseres Newsletters? Hier finden Sie alle nötigen Informationen. Oder schreiben Sie formlos an eine Email an staff@energycomment.de und fordern Sie ein kostenloses Probeexemplar an.

  • GEB192 – H2 Edition: Wasserstoffmärkte und Wasserstoffpolitik

    In unserer ersten Ausgabe der “H2-Edition” des Global Energy Briefing dreht sich alles um Wasserstoff. Schwerpunkte sind zwei Aspekte der aktuellen Entwicklung: Wasserstoffpolitik und Wasserstoffmärkte (34 Seiten).


    Interessiert an einem Abonnement unseres Newsletters? Hier finden Sie alle nötigen Informationen. Oder schreiben Sie formlos an eine Email an staff@energycomment.de und fordern Sie ein kostenloses Probeexemplar an.

  • Neue Studie: Blauer vs Grüner Wasserstoff – Kosten, Emissionen, Trends

    Im Auftrag von Greenpeace Energy haben wir eine 60-seitige Studie zum Thema Blauer vs Grüner Wasserstoff erstellt. Wir stellen darin den internationalen Kenntnisstand zu den Kosten und Emissionen dieser Technologiepfade vor: Aktuell und die erwarteten Trends bis 2030 und 2050.

    Sie können die Studie (PDF) kostenlos anfordern. Eine formlose Email an staff@energycomment.de genügt.