H2 - Beyond the Hype

Abstract

Grüner Wasserstoff, der durch Wasserelektrolyse mit Strom ausschließlich aus erneuerbaren Energie- quellen erzeugt wird, dürfte eine entscheidende Rolle bei der Umwandlung der konventionellen Energie- und Ausgangsstoffbasis in Europa im Einklang mit den Klimaneutralitätszielen für 2050 spielen. Dementsprechend hat die EU seit 2020 eine Reihe von Maßnahmen eingeleitet, die darauf abzielen, die technische Entwicklung von Wasserstofftechno- logien und ihre Umsetzung im industriellen Maßstab zu beschleunigen. Gleichzeitig startete Australien seine Strategie »Shipping the Sunshine«. In Kombi- nation mit sehr optimistischen Annahmen zur Kostendegression der Elektrolyseure entstand ein erheblicher Hype. Jetzt, da eine realistischere Be- wertung der tatsächlichen Kosten Einzug hält, ist es an der Zeit, eine Bestandsaufnahme der Fortschritte und Herausforderungen auf dem Weg zu grünem Wasserstoff vorzunehmen. In einem Workshop mit dem Titel »Green H2 – Beyond the Hype« trafen sich verschiedene Expertinnen und Experten aus den Bereichen Technologie, Projektentwicklung und -implementierung sowie Finanzierung und Regulierung, um diese Fragen in vertraulichem Rahmen unter An- wendung der Chatham House Rule zu erörtern. Dieser Bericht ist die Zusammenfassung der Ergebnisse der Beratungen, die am 20. Februar 2025 in den Räum- lichkeiten der DECHEMA stattfanden. Grüner Wasserstoff hat nicht nur das Potenzial, fossile Energie und fossil erzeugten Wasserstoff für industrielle Nutzer zu verdrängen. Darüber hinaus können erneuerbare Energien über räum- liche und zeitliche Grenzen hinaus verfügbar gemacht werden, wodurch die Versorgungssicherheit in einer Welt mit niedrigem CO2-Ausstoß auf Grund- lage erneuerbarer Energien erhöht wird. Er spielt eine entscheidende Rolle bei der Transformation des Stahl- und des Chemiesektors, die nach wie vor von grundlegender Bedeutung sind. Der angestrebte Zeitplan für diesen Wandel ist jedoch sehr ehrgeizig, insbesondere für stark industrialisierte Länder. Die Umstellung auf eine kohlenstoffarme Wirtschaft muss gleichzeitig die Wettbewerbsfähigkeit der Industrien auf globaler Ebene berücksichtigen. Aus sich heraus wird grüner Wasserstoff in den nächsten 10–20 Jahren nicht in ausreichenden Mengen und zu ausreichend niedrigen Kosten verfügbar sein, um konventionell erzeugten Wasserstoff zu verdrängen. Es bedarf daher fortlaufender staatlicher Interventionen, um die gewünschte Entwicklung herbeizuführen. Es gibt zwei große Herausforderungen: Erstens, wie kann die Lücke zwischen dem hohen Preis für grünen Wasserstoff und der Kapitalrendite (return on investment – ROI) geschlossen werden, die erforderlich ist, um ein Elektrolyseurprojekt rentabel zu machen? Dies kann nur durch ein tieferes Ver- ständnis der Elektrolyseur-Technologie, der Stadien der Projektentwicklung (EPC) und der tatsächlichen Kosten, die hinter der Wirtschaftlichkeit grüner Wasser- stoff-Anlagen stehen, erreicht werden. Zweitens, wie können potenzielle Abnehmer von grünem Wasserstoff gewonnen werden, ohne dass massive und laufende staatliche Subventionen erforderlich sind, aber gleich- zeitig die Wettbewerbsfähigkeit der Industrie auf globaler Ebene erhalten bleibt. Da kohlenstoffarmer Wasserstoff teurer bleiben wird, wird der freie Markt allein dieses Problem nicht lösen können. Die Elektrolyseure-Technologie kann nicht hoffen, die gleichen Kostendegressionskurven wie bei der Entwicklung von Wind- und Photovoltaik zu erzielen, da sie grundsätzlich auf eine Verbesserung um den Faktor 2 beschränkt ist. Auch die Skalierungseffekte zur Kostenreduktion ähnlich konventioneller Anlagen auf Erdgasbasis sind nicht zu erwarten, da es sich um eine Oberflächentechnologie handelt, die durch Modulmultiplikation erweitert wird. Während die Entwicklung von Stacks parallel zur Skalierung der Produktionsanlagen fortgesetzt wird, fehlen Erfahrun- gen vor Ort und zuverlässige Aufzeichnungen über den erweiterten Betrieb. Dies stellt ein erhebliches Projektrisiko für einen potenziellen Abnehmer dar und kann zum Teil die geringe Anzahl an Projekt- entwicklungen erklären. Einige Hersteller von Original- ausrüstung (OEMs) werden wahrscheinlich nicht überleben, und diese Gefahr stellt ein anhaltendes wirtschaftliches Risiko für geplante und gebaute An- lagen dar. Schließlich werden die Netzkosten sowohl für Strom als auch für Wasserstoff selten in die Gesamt- kosten für Wasserstoff für den Abnehmer eingerechnet, was zu unrealistischen Erwartungen, die bei hoch- preisigen Projekten realisiert würden, und zu Verzöge- rungen bei Investitionsentscheidungen (FID) führt. Eine größere Transparenz der Kosten von grünem Wasserstoff ist erforderlich. Die Preise für grünen Wasserstoff können nur durch eine Technologie mit höherer Effizienz (in Entwicklung) oder durch den Zugang zu niedrigeren Kosten von erneuerbarem Strom gesenkt werden. In Anbetracht der Risiken, die mit der Projektentwicklung dieser Anlagen bis heute bestehen, und der unbekannten Betriebs- leistung großer Elektrolyseanlagen wird nachdrücklich vorgeschlagen, künftige Subventionen entweder auf OPEX (Strompreissubventionen) oder auf die Wasser- stoff-Produktion selbst (Steuergutschriften, Sub- ventionen für erzeugten Wasserstoff) zu beschränken. Dadurch wird der Steuerzahler vor schlechter Projekt- ausführung oder Technologierisiken geschützt, die beim Projektträger liegen sollten. Aus Sicht der Projektentwicklung ist der Mangel an erfahrenen und geschulten Arbeitskräften in Schlüsselbereichen der Projektkette (Ingenieure, Elektrohandwerker, Genehmigungen) ein Problem, das die potenzielle Einführung von Projekten mit grünem Wasserstoff in den kommenden Jahren weiter verlangsamen kann. erforderlich ist, um ein Elektrolyseurprojekt rentabel zu machen? Dies kann nur durch ein tieferes Ver- ständnis der Elektrolyseur-Technologie, der Stadien der Projektentwicklung (EPC) und der tatsächlichen Kosten, die hinter der Wirtschaftlichkeit grüner Wasser- stoff-Anlagen stehen, erreicht werden. Zweitens, wie können potenzielle Abnehmer von grünem Wasserstoff gewonnen werden, ohne dass massive und laufende staatliche Subventionen erforderlich sind, aber gleich- zeitig die Wettbewerbsfähigkeit der Industrie auf globaler Ebene erhalten bleibt. Da kohlenstoffarmer Wasserstoff teurer bleiben wird, wird der freie Markt allein dieses Problem nicht lösen können. Die Elektrolyseure-Technologie kann nicht hoffen, die gleichen Kostendegressionskurven wie bei der Entwicklung von Wind- und Photovoltaik zu erzielen, da sie grundsätzlich auf eine Verbesserung um den Faktor 2 beschränkt ist. Auch die Skalierungseffekte zur Kostenreduktion ähnlich konventioneller Anlagen auf Erdgasbasis sind nicht zu erwarten, da es sich um eine Oberflächentechnologie handelt, die durch Modulmultiplikation erweitert wird. Während die Entwicklung von Stacks parallel zur Skalierung der Produktionsanlagen fortgesetzt wird, fehlen Erfahrun- gen vor Ort und zuverlässige Aufzeichnungen über den erweiterten Betrieb. Dies stellt ein erhebliches Projektrisiko für einen potenziellen Abnehmer dar und kann zum Teil die geringe Anzahl an Projekt- entwicklungen erklären. Einige Hersteller von Original- ausrüstung (OEMs) werden wahrscheinlich nicht überleben, und diese Gefahr stellt ein anhaltendes wirtschaftliches Risiko für geplante und gebaute An- lagen dar. Schließlich werden die Netzkosten sowohl für Strom als auch für Wasserstoff selten in die Gesamt- kosten für Wasserstoff für den Abnehmer eingerechnet, was zu unrealistischen Erwartungen, die bei hoch- preisigen Projekten realisiert würden, und zu Verzöge- rungen bei Investitionsentscheidungen (FID) führt. Eine größere Transparenz der Kosten von grünem Wasserstoff ist erforderlich. Die Preise für grünen Wasserstoff können nur durch eine Technologie mit höherer Effizienz (in Entwicklung) oder durch den Zugang zu niedrigeren Kosten von erneuerbarem Strom gesenkt werden. In Anbetracht der Risiken, die mit der Projektentwicklung dieser Anlagen bis heute bestehen, und der unbekannten Betriebs- leistung großer Elektrolyseanlagen wird nachdrücklich vorgeschlagen, künftige Subventionen entweder auf OPEX (Strompreissubventionen) oder auf die Wasser- stoff-Produktion selbst (Steuergutschriften, Sub- ventionen für erzeugten Wasserstoff) zu beschränken. Dadurch wird der Steuerzahler vor schlechter Projekt- ausführung oder Technologierisiken geschützt, die beim Projektträger liegen sollten. Aus Sicht der Projektentwicklung ist der Mangel an erfahrenen und geschulten Arbeitskräften in Schlüsselbereichen der Projektkette (Ingenieure, Elektrohandwerker, Genehmigungen) ein Problem, das die potenzielle Einführung von Projekten mit grünem Wasserstoff in den kommenden Jahren weiter verlangsamen kann. Datei-Upload durch TIB