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Studie: Bei hohem Bedarf verdoppelt sich der Wasserstoffpreis

Das Jahr 2020 ist in vielerlei Hinsicht wegweisend für Wasserstoff: Es wurde nicht nur die deutsche und europäische Wasserstoffstrategie veröffentlicht, jüngst haben auch die ersten Reallabore für Wasserstoff den finalen Förderzuschlag bekommen (siehe auch eot 67/68, S. 3). Eine Studie von Aurora Energy Research Ltd., Berlin, zeigt jetzt, dass die Kosten für den Wasserstoff erheblich davon beeinflusst werden, wie sich die Nachfrage in Zukunft entwickelt. Ein hoher Bedarf lässt den Preis deutlich steigen, vor allem, wenn er mit „grünem“ Wasserstoff aus erneuerbaren Energiequellen gedeckt werden soll. Das unterstreicht die Bedeutung der Frage, für welche Zwecke Wasserstoff eingesetzt werden sollte.

Den stärksten Einfluss auf die Bedarfs- und Preisprognosen hat nach Aussage von Alexander Esser von Aurora Energy Research, der Verkehrs- und Wärmebereich. Wird dort weitestgehend auf die direkte Nutzung von Strom statt Wasserstoff gesetzt, braucht es im Jahr 2050 nur rund 150 TWh Wasserstoff. Der geht dann vor allem in den Industriesektor, beispielsweise in die Stahl-, Zement- und Chemieindustrie. Kommt jedoch im Verkehr und für die Wärmeerzeugung in großem Stil Wasserstoff zum Einsatz, könnte die Nachfrage im Jahr 2050 mit 500 TWh mehr als dreimal so hoch sein. Das entspräche rund der Hälfte der aktuellen Erdgasnachfrage in Deutschland.

Niedrigerer Bedarf erlaubt Nutzung von billigem Strom zur Wasserstoffherstellung

Soll dieser erhöhte Bedarf ausschließlich mit „grünem“ Wasserstoff gedeckt werden, lägen die Kosten pro Megawattstunde im Jahr 2040 mehr als doppelt so hoch als beim niedrigen Bedarf von 150 TWh. Der Grund dafür liegt im hohen Strombedarf der Elektrolyse, wie die Berechnungen der Aurora-Experten zeigen: Bei niedriger Nachfrage können die Elektrolyseure viel häufiger die niedrigen Strompreise in Phasen von viel Sonne und Wind nutzen. Wird dagegen mehr Wasserstoff benötigt, muss auch zu Zeiten höherer Strompreise Wasserstoff produziert werden, was die Wasserstoffpreise erhöht. Um die Kosten von „grünem“ Wasserstoff gering zu halten, sollten somit nach Meinung von A. Esser Sektoren, in denen das möglich ist, bevorzugt elektrifiziert werden, allen voran der Verkehrs- und der Wärmesektor. Andernfalls wäre die künftige hohe Wasserstoffnachfrage nur dann zu akzeptablen Kosten zu decken, wenn ein hoher Anteil von „blauem“ Wasserstoff zum Einsatz kommt.

Die Analyse ergibt außerdem, dass auch der Import von „grünem“ Wasserstoff aus sonnenreichen außereuropäischen Regionen, wie beispielsweise Nordafrika, keine Lösung ist. Sobald der Bau neuer Fernleitungen oder ein Transport per Schiff nötig ist, wird der interkontinental importierte Wasserstoff teurer als der aus heimischer Produktion.

„Grüner“ Wasserstoff braucht politische Förderung

Unabhängig von der künftigen Entwicklung der Nachfrage zeigt die Studie aber auch, dass „grüner“ Wasserstoff eine zusätzliche staatliche Unterstützung braucht, um mit „blauem“ Wasserstoff konkurrieren zu können. Denn aktuell ist er rund 50 % teurer, und die Modellierung zeigt, dass er rein marktwirtschaftlich, also ohne Anschubförderung, erst in den 2040er Jahren wettbewerbsfähig würde. Um diesen Zeitpunkt vorzuziehen, müssen daher politische Maßnahmen gesetzt werden, damit in den kommenden Jahren ausreichend Elektrolyseure und Wasserstoff-Speicher errichtet sowie die nötigen erneuerbaren Stromerzeugungskapazitäten geschaffen werden.

Fördermechanismen wie eine Mindestquote für „grünen“ Wasserstoff würden laut A. Esser bewirken, dass mit dem vermehrten Bau von Elektrolyseuren Skaleneffekte und technologische Fortschritte eintreten und so die Investitionskosten sinken. Gleichzeitig führt ein stärkerer Ausbau der erneuerbaren Energien zu mehr Phasen mit niedrigen Strompreisen. Beides zusammen bewirkt, dass die Herstellung des „grünen“ Wasserstoffs wettbewerbsfähig wird. Unter diesen Voraussetzungen könnte schon 2040 die Hälfte und 2050 rund 90 % der Wasserstoffnachfrage aus „grünen“ Quellen gedeckt werden.

Die Studie ist unter der Webseite http://ots.de/6awi3n zu finden