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Warum grüner Wasserstoff wichtig für die Energiewende sein kann

  • 12 Juli 2022 (7 Minuten Lesezeit)

Explodierende Gaspreise und der neue Fokus auf Energiesicherheit nach der russischen Invasion der Ukraine haben das Interesse an Wasserstoff als Energiequelle verstärkt. Wichtiger noch ist, dass grüner, mit erneuerbarer Energie erzeugter Wasserstoff entscheidend dafür sein kann, das Netto-Null-Ziel zu erreichen, und dass dadurch zugleich neue Chancen für Investoren entstehen können.

Was ist grüner Wasserstoff?

Bei der Nutzung von Wasserstoffgas als Kraftstoff entstehen keine schädlichen Treibhausgase.  Zudem kann es viel einfacher gespeichert und transportiert werden als andere erneuerbare Energien wie Sonnen- und Windenergie. Schon heute wird Wasserstoffgas als Rohstoff für Dünger und zur Entfernung von Schwefel aus Kraftstoffen bei der Raffination verwendet. Aber möglicherweise gibt es noch weitere Einsatzmöglichkeiten, insbesondere in Sektoren, die schwieriger zu dekarbonisieren sein könnten, beispielsweise in Schifffahrt und Luftfahrt. Tatsächlich prognostiziert BloombergNEF, dass mit Wasserstoff bis 2050 bis zu 24% des weltweiten Energiebedarfs gedeckt werden könnten1 . Und der jüngste Bericht des Intergovernmental Panel on Climate Change unterstreicht die wichtige Rolle von Wasserstoff bei der Verringerung von Emissionen2 .

Aus Nachhaltigkeitssicht ist das aber nicht ganz so einfach. Um Wasserstoff zu gewinnen, braucht man eine weitere Energiequelle, aber die bislang günstigste und meistgenutzte ist Erdgas, ein fossiler Brennstoff. Die Nutzung von Wasserstoff ist also umweltfreundlich, seine Herstellung aber nicht unbedingt. Es gibt allerdings noch eine andere Möglichkeit, Wasserstoff zu gewinnen: Elektrolyse (die Spaltung von Wassermolekülen) mit erneuerbarem Strom. Dabei entstehen keine Emissionen. Das Ergebnis ist „grüner“ Wasserstoff – eine saubere Energie, mit der Autos fahren, Wohnungen beheizt werden, die die Schwerindustrie unterstützt und Flugzeuge fliegen lassen kann.

Alle Farben von Wasserstoff

Durch die verschiedenen Arten der Wasserstoffherstellung und deren Grad an Umweltfreundlichkeit ist eine ganze Palette an Begriffen entstanden, von grün (ohne schädliche Emissionen) über blau und  bis zu schwarz und sogar rosa und gelb3 . Mit „blau“ ist häufig CO2-armer Wasserstoff gemeint, der mit Erdgas hergestellt wird, wobei die Emissionen aber aufgefangen und gespeichert werden, um die Produktion weniger umweltschädlich zu machen.  Analysen haben aber gezeigt, dass auch bei blauem Wasserstoff noch viele Emissionen freigesetzt werden4 . Zurzeit wird vor allem grauer Wasserstoff produziert, unter Nutzung von Erdgas, aber ohne die Emissionen aufzufangen oder zu speichern, sodass die Umwelt geschädigt wird.

 

Unglücklicherweise ist die Nutzung erneuerbarer Energien zur Herstellung von grünem Wasserstoff erheblich teurer. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) aus dem Jahr 2021 kostet sie 3 bis 8 US-Dollar je Kilogramm, während die Produktion aus fossilen Brennstoffen nur mit 0,50 bis 1,7 US-Dollar zu Buche schlägt5 . Zwar stammen die Daten für diese Analyse aus der Zeit vor der russischen Invasion der Ukraine, durch die die Erdgaspreise in die Höhe geschossen sind, aber auch heute ist die Herstellung von grünem Wasserstoff in vielen Sektoren noch nicht kosteneffizient. Dennoch prognostizierte die IEA, dass die Kosten für die Produktion von grünem Wasserstoff auf ein Drittel ihres aktuellen Niveaus fallen könnten, wenn weiter investiert wird, die Technologie Fortschritte macht und durch einen weiter verbreiteten Einsatz Skaleneffekte entstehen – insbesondere angesichts des jüngsten Anstiegs der Erdgaspreise. Dann könnte er in puncto Kosteneffizienz mit grauem Wasserstoff mithalten.

BloombergNEF prognostiziert, dass 2030 grüner Wasserstoff billiger sein wird als blauer6 . Die International Renewable Energy Agency geht von gleichen Kosten bis 2030 aus7 .

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Staatspolitik und Unternehmen zeigen, wie es geht

Weltweit setzen Regierungen bereits Wasserstoffstrategien um. Die EU-Kommission und das US-Energieministerium haben 2020 Wasserstoffpläne veröffentlicht, die Forschung und Innovationen mit Produktion und Infrastruktur zusammenbringen. Letztes Jahr kündigten auch die USA eine Wasserstoffinitiative an. Ziel von „Earthshot“ ist eine Verringerung der Kosten von sauberem Wasserstoff um 80% innerhalb von zehn Jahren8 . Auch das Infrastrukturgesetz von Präsident Biden sieht 9,5 Milliarden US-Dollar für die Wasserstoffindustrie vor9 .

2017 veröffentlichte Japan als erstes Land eine Wasserstoffstrategie10 . China, der weltweit größte Treibhausgasemittent, zog erst in diesem Jahr nach11 . Unterdessen arbeitet die Weltbank mit Schwellenländern zusammen, um grüne Wasserstoffprojekte zu beschleunigen12 .

Staatliche Unterstützung von Innovationen und neuen Technologien könnte Unternehmen den notwendigen Schub geben, um Kapital zur Finanzierung ihrer eigenen Projekte aufzunehmen. Hier könnten neue Chancen für Investoren entstehen. Beispielsweise hat Deutschland versprochen, 8 Milliarden Euro in Wasserstoffprojekte zu investieren, die aus Sicht der Regierung um 33 Milliarden Euro private Investitionen ergänzt werden dürften13 .

Wenn es um die Unterstützung einer breiteren Nutzung von grünem Wasserstoff geht, haben sich einige Unternehmen als Vorreiter erwiesen. Eines davon ist Iberdrola, ein integrierter Stromversorger, der zurzeit eine der größten europäischen Produktionsstätten für grünen Wasserstoff für die industrielle Nutzung baut, um die Elektrifizierungs- und Dekarbonisierungsziele zu erreichen, die notwendig sind, um Netto-Nullemissionen zu erreichen.

Ein weiteres ist Ceres Power, ein Brennstoffzellenhersteller, der kürzlich eine Vereinbarung mit Shell über die Lieferung eines Festoxid-Elektrolyseurs (SOEC) getroffen hat, um kostengünstigen Wasserstoff für die Industrie herzustellen.

Es gibt noch viel zu tun

Aber noch gibt es bei der Entwicklung und dem Bau von Wasserstoffproduktionsanlagen Herausforderungen, beispielsweise die Infrastruktur, die Speicherung und die Bauzeiten.  Zurzeit fehlt es in vielen Ländern noch an einer gezielten und konsequenten Wasserstoffstrategie und an Regulierungen, sodass die Produktion, der Transport, die Speicherung und die Verteilung von Wasserstoff noch unterschiedlichen Vorschriften unterliegen. Zum Teil gibt es noch gar keine Regeln. Für Unternehmen, die eine Produktionsstätte errichten wollen, kann das langwierige Genehmigungsprozesse bedeuten, manchmal von bis zu einem Jahr.  Damit grüner Wasserstoff kommerziell in großem Umfang produziert werden kann, braucht man die entsprechenden Fabriken, aber auch die notwendige Infrastruktur für die Verteilung und Lagerung.  Gerade die Speicherung ist ein entscheidender Punkt, damit grüner Wasserstoff in andere Regionen transportiert und dort genutzt werden kann. Nur wenn eine Lagerung möglich ist, ist ein Umgang mit künftigen Verbrauchsspitzen möglich.

Für Investoren ist der Anstieg der Wasserstoffinvestitionen eine gute Nachricht. Sowohl Aktien von Unternehmen aus der Lieferkette für saubere Energie als auch Staatsanleihen aus den bereits aktiven Ländern könnten steigen.

Die Global Hydrogen Review der IEA enthält eine Reihe von Empfehlungen, beispielsweise dazu, wie Regierungen die Preise der Herstellung von grünem Wasserstoff etwa über CO2-Bepreisung, Mandatsvergabe oder Quoten senken können.

Mit entscheidend für die Weiterentwicklung von grünem Wasserstoff ist, dass mehr erneuerbarer Strom erzeugt wird, aber genau das könnte auch das Problem sein, weil viele Branchen saubere Energie wollen. Deshalb müssen Solar- und Windparks noch schneller gebaut werden als in den letzten Jahren, damit eine wasserstoffgetriebene Wirtschaft möglich wird.

Auch kostengünstige, verlässliche Systeme zur Speicherung und für die Verteilung von Wasserstoff einschließlich dem Bau lokaler Wasserstoffzapfsäulen für Endnutzer sind nötig, wenn der Energieträger möglichst vielen Nutzern zur Verfügung gestellt werden soll.  Auch die Produktion muss sich weiterentwickeln, um Wasserstoff als Energiequelle zu nutzen. Hinzu kommen neue Standards und Regulierungen sowie Mitarbeiter mit neuer Kompetenz und neuen Fähigkeiten.

Mögliche neue Investmentchancen

Durch all dies könnten neue Anlagemöglichkeiten für Investoren entstehen. Neben Unternehmen, die direkt an der Energieversorgung von Haushalten und Firmen beteiligt sind, entstehen in allen Teilen der Lieferkette Chancen, von Unternehmen, die die für die Herstellung von grünem Wasserstoff benötigte erneuerbare Energie erzeugen oder die für den Prozess benötigten Komponenten liefern, bis hin zur Verteilungsinfrastruktur, einschließlich Pipelines und Speicherung, und schließlich zu Sektoren, die Wasserstoff als Kraftstoffquelle nutzen können.

Wir sind überzeugt, dass das Wachstum in einer CO2-ärmeren Welt anziehen wird und dass bislang nur ein minimaler Teil des Potenzials der Wasserstofftechnologie genutzt wird14 .

Aber die Herausforderungen, die bestehende graue Wasserstoffproduktion grüner zu machen und die Volumina deutlich auszuweiten, die Kosten zu senken und Transport sowie Verteilung zu organisieren, sind nicht zu übersehen.

Wir sind dennoch der Ansicht, dass sich die Mühe und die notwendigen Investitionen lohnen, weil die Nutzung von grünem Wasserstoff in Sektoren wie Zement, Stahl und Fernschiffstransport helfen würde, die globalen Treibhausgasemissionen drastisch zu senken. Außerdem könnte dadurch die Industrialisierung in Schwellenländern schneller und nachhaltiger vonstattengehen.

Aber damit das passieren kann, müssen aus Pilotprojekten umfassende industrielle Lösungen werden. Dazu braucht es viel Kapital, politische Unterstützung und eine vernünftige Umsetzung. Nach der Einschätzung von BloombergNEF werden bis 2030 insgesamt 150 Milliarden US-Dollar Subventionen benötigt, um Wasserstoff zu einer veritablen Energiequelle zu machen, und der Hydrogen Council rechnet damit, dass in der gesamten Lieferkette 700 Milliarden US-Dollar investiert werden müssen15 .

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Hinzu kommen die notwendige Infrastruktur, völlig neue Modelle für die Industrie und eine lokale Organisation. Und natürlich braucht man auch enorme Mengen an erneuerbarer Energie. Durch all dies können Chancen für Investoren in zahlreichen Sektoren entstehen. Grüner Wasserstoff ist nur ein Puzzleteil im Wandel zu einer CO2-armen Gesellschaft, aber es könnte ein zentrales sein.

Zwar werden grüne Wasserstofflösungen und -technologien zurzeit vor allem von privaten Firmen entwickelt, aber es arbeiten auch immer mehr börsennotierte Unternehmen an Projekten und Technologien, die sie brauchen, um im eigenen Unternehmen mehr Wasserstoff nutzen zu können. Aus unserer Sicht bieten sich langfristig orientierten Investoren auch bei börsennotierten Aktien enorme Chancen im Zusammenhang mit grünem Wasserstoff.

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