Wasserstoff – ein großer Fortschritt für die Energiewende

Um bis zum Jahr 2050 ihre Netto-Null-Verpflichtungen einzuhalten, müssen EU-Länder Investitionen in Höhe von zehn Billionen Euro tätigen. Die Internationale Energieagentur prognostiziert für dieses Jahrzehnt jährliche Investitionen von 38 Milliarden USD allein in Wasserstoff. Randeep Somel, Manager des M&G (Lux) Climate Solutions Fund, erläutert, warum Wasserstoff einer der größten Wachstumsmärkte und ein sehr entscheidender Faktor für die Energiewende ist:

„Der Umstieg auf erneuerbare Energiequellen zur Stromerzeugung und zum Antrieb von Pkws wird die globalen Emissionen deutlich senken. Dies allein genügt aber nicht, denn nicht in allen Bereichen macht der Umstieg auf Elektro Sinn. Beispielsweise im Transportsektor: Hier sind schwere Nutzfahrzeuge, Flugreisen und die Schifffahrt für 19 Prozent der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich. Derzeit gibt es keine praktikable Möglichkeit, diese Aktivitäten auf Elektroantrieb umzustellen, weil die Kosten und das Gewicht der Batterien ihren Nutzen überschreiten würden – selbst bei anhaltendem technologischem Fortschritt.

In der Industrie verursacht die Stahl- und Zement-Produktion von 16 Prozent der weltweiten Emissionen. Und auch dort gibt es keine praktikablen Wege zur Elektrifizierung. Wir brauchen daher einen hochdichten, nicht-fossilen Brennstoff, der Öl und Kohle ablöst. Dafür bietet sich Wasserstoff an.

Prozesse ohne Kohlenstoffreste möglich

Es gibt viele Arten von Wasserstoff, etwa blauen, braunen oder grünen. Bei einige Methoden wird bei der Herstellung von Wasserstoff Kohlenstoff freigesetzt, bei anderen nicht. Mit den neuesten Technologien kann Wasserstoff aus kohlenstofffreien erneuerbaren Energiequellen wie Wind- und Sonnenenergie erzeugt werden.

Elektrolyseure, die erneuerbare Energie in Wasserstoff umwandeln, sind mittlerweile so weit entwickelt, dass sie schnell hoch- und runterfahren können. Damit passen sie sich an die Unterbrechungen der Einspeisung durch Wind- oder Sonnenenergie an. Das britische Unternehmen ITM Power ist führend bei der Entwicklung von Elektrolyseuren auf Basis von Protonenaustauschmembranen (PEM). Diese wandeln die erneuerbare Energie in kohlenstofffreien grünen Wasserstoff um. Aktuell baut das Unternehmen seine Produktionskapazität im Werk in Sheffield, Großbritannien, aus.

Die andere Seite der Technologie findet sich bei der Brennstoffzelle. Hier wird der Wasserstoff wieder in eine nutzbare Energieform wie Strom umgewandelt.

Noch ist die Umstellung von herkömmlichen Verbrennungsfahrzeugen auf Wasserstofffahrzeuge teurer. Aber die Kosten sinken durch Innovationen, wie zum Beispiel der von Ceres Power. Die Briten haben den Bedarf an teuren Rohstoffen wie Platin reduziert, indem sie Wege gefunden haben, brauchbare Brennstoffzellen zu 90 Prozent aus Stahl und den Rest größtenteils aus Keramik herzustellen.

Wir erwarten, dass wasserstoffbetriebene Lkws innerhalb der nächsten fünf Jahre billiger in Besitz und Betrieb sein könnten als die derzeitigen Modelle mit Verbrennungsantrieben.

Stabile Lieferkette als Voraussetzung

Elektrolyseur und Brennstoff sind kritische Komponenten bei der Produktion und Umwandlung von Wasserstoff. Aber damit der Prozess funktioniert, muss die gesamte Lieferkette tragfähig sein. Angefangen bei den Erzeugern erneuerbarer Energien, den industriellen Gaspipelines und dem Transport bis hin zu den Herstellern von Produkten, die Wasserstoff als Brennstoff verwenden werden.

Investitionen in Infrastruktur und Lieferketten haben bereits begonnen. ITM Power hat sich mit Orsted, dem weltweit größten Offshore-Windproduzenten, zusammengetan, um die Funktion von Elektrolyseuren an deren Windparks zu testen. Unternehmen, wie der italienische Pipeline-Versorger SNAM oder Linde (globale Industriegase), haben sich direkt an ITM Power beteiligt. Der Ölmulti Shell ist mittlerweile der größte Kunde von ITM Power. Shell investiert in erheblichem Umfang in den Ausbau seiner Wasserstofftankstellen, um sich auf eine Zukunft ohne Verbrennungsfahrzeuge vorzubereiten.

Das chinesische Industriekonglomerat Weichai und die deutsche Robert Bosch AG haben sich direkt an Ceres Power beteiligt. Globale Fahrzeug- und Schwermaschinenhersteller wie Honda, Toyota und Doosan unterzeichneten Vereinbarungen mit Ceres Power, um ihr geistiges Eigentum zu schützen und ihre innovativen Brennstoffzellen in die eigenen Fahrzeuge einzubauen.

Das Wasserstoff-Jahrzehnt bricht an

Die britische Kohlenstoffstrategie könnte Anfang 2022 bekannt gegeben werden. Die USA und China sind nun Unterzeichner der Pariser Klimaziele. Somit sollten sich die globalen Kohlenstoffstrategien schnell weiter entwickeln. Ebenso wahrscheinlich ist es, dass bis zur 26. UN-Klimakonferenz in Glasgow im November dieses Jahres viele weitere Länder Wasserstoff in ihre Nachhaltigkeitsziele einbeziehen werden.

Die größten Hindernisse für die Einführung von grünem Wasserstoff sind nach wie vor die Entwicklung der Infrastruktur und das derzeitige Kostenniveau. Am Beispiel der Windkraft wird allerdings deutlich, wie positiv sich Investitionen auswirken: Der Preis für Offshore-Windkraftanlagen fiel in den letzten zehn Jahren um 89 Prozent, weil mehr in sie investiert wurde, als sie zum größten Hoffnungsträger für den Ersatz der Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen wurden.

Dem grünen Wasserstoff könnte eine vergleichbare Entwicklung bevorstehen, insbesondere weil er nun als beste Alternative für Anwendungsgebiete gilt, die nicht elektrifiziert werden können.

In Bezug auf die Infrastruktur haben Unternehmen, die durch den Trend weg vom Kohlenstoff gefährdet sind, bereits die Führung bei der Zukunftssicherung ihrer Geschäftsmodelle übernommen. Das ist einer der größten Vertrauensbeweise, den eine neue Technologie erhalten kann.“