Die Energiekrise in Europa gibt dem grünen Wasserstoff Auftrieb

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Eine Vielzahl industrieller Betriebe ist auf das brennbare Gas angewiesen. Obwohl Wasserstoff vor allem als Raketentreibstoff bekannt ist, wird er häufiger zur Herstellung von Ammoniak, einem wichtigen Bestandteil von Düngemitteln, und zur Entschwefelung von Öl verwendet. Dafür werden etwa 80 % des erzeugten Gases verwendet. Weitere Anwendungen sind die Herstellung von Polymeren, Sprengstoffen, Textilien, Insektiziden und Farben. Aber auch die derzeitige Produktion des Gases ist weitgehend von fossilen Brennstoffen abhängig. Nach Berechnungen der Internationalen Energieagentur (IEA) mit Sitz in Paris ist es für 6 % des weltweiten Erdgasverbrauchs und 2 % des Kohleverbrauchs verantwortlich.

Infolgedessen werden laut IEA bei der Erzeugung von Wasserstoff jährlich rund 830 Millionen Tonnen Kohlendioxid freigesetzt, was den CO2-Emissionen des Vereinigten Königreichs und Indonesiens zusammen entspricht. Trotzdem trauen viele Regierungen und Beamte dem Wasserstoff zu, dass er ihnen helfen kann, bis 2050 netto null Treibhausgasemissionen zu erreichen, weil sie glauben, dass seine Herstellung und Verwendung revolutioniert werden kann. Wenn sie Recht haben, könnte Wasserstoff für die Dekarbonisierung der Industrie und den Ersatz fossiler Brennstoffe in der Energieversorgung und im Verkehrswesen entscheidend sein. Für die angestrebte Umwandlung von Wasserstoff in einen sauberen Kraftstoff und einen chemischen Rohstoff ist jedoch der rasche Bau von Elektrolyseuren erforderlich. Sie spalten Wasser, eine Substanz aus Wasserstoff und Sauerstoff, in seine Bestandteile auf. Die Einführung von wirklich „grünem“ Wasserstoff hängt davon ab, dass die für die Trennung verwendete elektrische Energie aus erneuerbaren Quellen und nicht aus fossilen Brennstoffen stammt.

Laut Kofi Mbuk, leitender Cleantech-Analyst bei der Londoner Denkfabrik Carbon Tracker, sind die dafür erforderlichen finanziellen Investitionen „enorm“. Die jüngsten geopolitischen Entwicklungen haben jedoch zu einem verstärkten Interesse an Ersatzstoffen für fossile Brennstoffe beigetragen. Durch den Einmarsch Russlands in die Ukraine hat sich der Preis für [konventionellen] Wasserstoff dramatisch verändert, so Mbuk. Er fährt fort, dass der Ausgang des Konflikts das Interesse an der Entwicklung erneuerbarer Energiequellen, wie grünem Wasserstoff, nur noch steigern wird. Er schätzt, dass seit Beginn des Konflikts weltweit etwa 73 Milliarden Dollar in die Produktion von grünem Wasserstoff investiert wurden. Er behauptet, dass es bei den derzeitigen Kosten günstiger ist, Wasserstoff in Europa aus sauberen Energiequellen zu erzeugen als aus schädlicheren Alternativen. Der Inflation Reduction Act der USA, der im August von Präsident Joe Biden unterzeichnet wurde, sieht ebenfalls Milliarden von Dollar für die Steigerung der Produktion von grünem Wasserstoff vor und verschafft diesem einen Wettbewerbsvorteil gegenüber Erdgas.

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Mbuk zufolge bietet die Gesetzgebung eine langfristige Subvention, die die Lieferpreise im Vergleich zu „grauem“, aus Erdgas hergestelltem Wasserstoff senken wird. Dies würde es den Investoren ermöglichen, sehr gute Renditen zu erzielen und die Produktion auf dem US-Markt schnell zu steigern. Ein Unternehmen, das von einem prognostizierten Marktumschwung profitieren will, ist Plug Power, ein in den USA ansässiger Anbieter von grünem Wasserstoff. Nur wenige Tage nach der Unterzeichnung des Gesetzes schloss das Unternehmen eine Liefervereinbarung mit Amazon ab 2025 ab, um dem US-Einzelhandelsriesen dabei zu helfen, seine Netto-Null-Emissionsziele bis 2040 zu erreichen. Gemäß einer im Juni mit der flämischen Regierung getroffenen Vereinbarung beabsichtigt das Unternehmen außerdem, eine Elektrolyseur- und Verflüssigungsanlage in Belgien zu errichten. Diese soll den europäischen Markt bis 2025 mit jährlich 12 500 Tonnen flüssigem und gasförmigem grünen Wasserstoff versorgen. Die durch geopolitische Gefahren hervorgerufene Energiekrise in Europa hat laut Andy Marsh, CEO von Plug, den Bedarf an Initiativen zur Entwicklung von grünem Wasserstoff verstärkt.

Das Ziel der EU-Politiker ist es, Europa als führend in der Produktion von grünem Wasserstoff und in der Technologie zu etablieren. Im Mai kündigte die Handelsgruppe ihre Absicht an, bis 2030 jährlich 10 Millionen Tonnen erneuerbaren Wasserstoff zu produzieren und weitere 10 Millionen Tonnen zu importieren. Im September legte die Präsidentin der Europäischen Kommission, Ursula von der Leyen, Vorschläge für eine Europäische Wasserstoffbank vor, die der Industrie zusätzliche 3 Milliarden Euro an Entwicklungsgeldern zur Verfügung stellen könnte. Für Europa kann Wasserstoff „ein entscheidender Faktor sein“, erklärte sie. „Die Diversifizierung unserer Energiequellen ist von entscheidender Bedeutung… Dieser Nischenmarkt muss ausgebaut werden.

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Die Beschleunigung des Einsatzes von grünem Wasserstoff und Ammoniak in schwer zu dekarbonisierenden Branchen wie dem Schwerlastverkehr und der energieintensiven Industrie wird ein wichtiges Ziel der EU sein. Mbuk begrüßt diese Zusagen, weist aber darauf hin, dass noch mehr getan werden muss, um sicherzustellen, dass der für die Elektrolyse von Wasser verwendete Strom tatsächlich aus kohlenstoffarmen oder erneuerbaren Energiequellen stammt. Bei einigen Projekten ist es sinnvoll, Elektrolyseure neben Windturbinen oder Solarzellen zu platzieren, vor allem wenn ein potenzieller Abnehmer in der Nähe ist. Wenn dies nicht möglich ist, muss vertraglich sichergestellt werden, dass bei der Produktion Strom aus erneuerbaren Energiequellen verwendet wird. Andernfalls kann „gelber“ Wasserstoff entstehen, der teilweise immer noch von der Verbrennung fossiler Brennstoffe abhängt.

Mit den Fortschritten in der Batterietechnologie könnte grüner Wasserstoff für die Speicherung intermittierender erneuerbarer Energien von entscheidender Bedeutung sein. Mbuk entgegnet, dass grüner Wasserstoff möglicherweise keine geeignete Energiequelle ist, wenn direkte elektrische Energie verfügbar ist. Seine Entwicklung könnte vor allem durch die Unwirksamkeit der Elektrolyse und die Bedenken hinsichtlich seiner Anwendung in wasserarmen Umgebungen eingeschränkt werden. Der Elektrolyseprozess kann zu Energieverlusten von bis zu 35 % führen. Wenn man nicht darauf angewiesen ist, ist die Verwendung von Wasserstoff zur Energieerzeugung seiner Meinung nach sinnlos. Nach Angaben der IEA sind die Fortschritte beim Ausbau der Kapazitäten zur Erzeugung von grünem Wasserstoff bisher nur langsam. Im Jahr 2021 wurden weniger als 1 Million Tonnen emissionsarmer Wasserstoff erzeugt. Das ist etwa 1 % des weltweiten Bedarfs, der nach der Eindämmung der Covid-19-Pandemie auf 94 Millionen Tonnen gestiegen ist. Der Großteil dieses kohlenstoffarmen Wasserstoffs stammt nicht aus Elektrolyseuren, die mit erneuerbaren Energien betrieben werden, sondern ist „blau“, d. h. er wird aus fossilen Brennstoffen gewonnen, aber durch Abscheidung, Nutzung und Speicherung von Kohlenstoff reduziert.

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Laut einer IEA-Analyse vom September könnten die Kosten für Elektrolyseure auf der Grundlage der derzeitigen Produktionsmuster und -größen um 70 % sinken. Dies könnte zusammen mit billigeren erneuerbaren Energiequellen einen Anstieg der Nachfrage nach grünem Wasserstoff auslösen. Darüber hinaus wurde geschätzt, dass die Produktion von emissionsarmem Wasserstoff bis zum Jahr 2030 auf 16 bis 24 Millionen Tonnen jährlich ansteigen könnte, wovon etwa 9 bis 14 Millionen Tonnen auf der Elektrolyse basieren könnten, je nachdem, welche Projekte bereits in Arbeit sind. Bis zum Ende des Jahrzehnts würde dies nicht ausreichen, um den Status von Wasserstoff als wesentliche Quelle von Treibhausgasemissionen zu ändern. Aber es würde zumindest seinen Kohlenstoff-Fußabdruck erheblich verkleinern.

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