Wasserstoff – die große Chance für Deutschlands Schlüsselindustrien

Abbildung 1 zeigt eine Beispielrechnung für die Kosten dieser Wertschöpfungskette: Die Erzeugungskosten von Wasserstoff setzen sich aus den Kapitalkosten der Elektrolyse und den Stromkosten zusammen. Unter der Annahme, dass Strom für ein Viertel des Jahres überschüssig und kostenlos wäre (aktuell sind es auch in hoch belasteten Netzregionen unter 10%), ergäben sich aufgrund der Kapitalkosten immer noch Wasserstoffkosten über 100€/MWh. Erdgas-Großhandelspreise liegen aktuell bei ca. 25 €/MWh. Es entstünde also aufgrund der geringen Anlagenauslastung ein teures Produktgas. Um wieder Strom zu erzeugen, wären 1,8 MWh Wasserstoff pro 1 MWh Strom notwendig. Zusammen mit den Kapitalkosten der zweiten Energiewandlung summieren sich die Kosten auf 350 €/MWh. Das ist ca. das sechsfache des heutigen, durchschnittlichen Börsen-Strompreises.

Auch die direkte Nutzung des Wasserstoffs in Mobilität und Industrie ist ohne eine großtechnische, anderweitige Wasserstofferzeugung in Grundlast schwierig, da die Versorgungssicherheit von Anwendern aufgrund der stark schwankenden Verfügbarkeit sonst schwer zu gewährleisten wäre. Die Stabilisierung des Stromsektors kann daher nur ein Nebenaspekt der Wasserstoffwirtschaft sein.

Abbildung 2 zeigt den Endenergieverbrauch in der EU, also die Energieform, die Konsumenten zum Verbrauch beziehen. Dabei wird deutlich, dass der Stromsektor nur etwa ein Viertel der Gesamtmenge ausmacht. Der Großteil der Energie (62%) wird in Form chemisch gebundener Energie (v.a. Öl, Gas und Kohle) verbraucht. Dabei haben der Verkehrs-, Gebäude- und Industriesektor mit je ca. 20% der Gesamtsumme einen ähnlich hohen Energiekonsum wie der gesamte Stromverbrauch in der EU. Aus diesen Verhältnissen ergeben sich folgende Schlussfolgerungen:

• Europa erzeugt nicht die Strommengen, um mittels Power-to-Gas die Sektoren Wärme, Mobilität und Strom zu dekarbonisieren.
• Für eine ausschließliche Dekarbonisierung der Mobilität durch Batteriefahrzeuge stehen nicht die zusätzlich benötigten Strommengen aus Erneuerbaren Energien zur Verfügung.
• Eine weitgehende Dekarbonisierung unserer Wirtschaft ist nur durch emissionsarme chemische Energieträger möglich.

Wasserstoff ist also wie gezeigt nicht in erster Linie ein Stabilisator für den Stromsektor, sondern die beste Möglichkeit, um die Emissionen in den Sektoren zu reduzieren, die heute chemische Energieträger nutzen.

Doch wie kann dieses Potential sinnvoll gehoben werden? Wie beschrieben kann Wasserstoff vor allem in den Sektoren Energie, Mobilität und Industrie zum Einsatz kommen. In jedem dieser Bereiche bestehen Konkurrenzprodukte mit unterschiedlichen Marktpreisen: Im Energiesektor setzt Erdgas aktuell Preise von unter 2,5 cent/kWh im Großhandel, was knapp 1€/kg H₂ entspricht. Diesel und Benzin im Mobilitätssektor liegen bereits bei 5 cent/kWh ohne Steuern (ca. 1,7 €/kg H2).  In der chemischen und Raffinerieindustrie wird heute bereits mit CO₂-Emissionen aus Erdgas erzeugter Wasserstoff eingesetzt. Ex-works-Preise liegen hier oft schon im Bereich von 2 €/kg. Es zeigt sich also, dass CO₂-arm produzierter Wasserstoff in den Sektoren Mobilität und Industrie deutlich konkurrenzfähiger ist als im Energiesektor. Daher sind dies die Bereiche, in denen Wasserstoff national und weltweit die größte Chance hat, sich durchzusetzen.

Deutschland ist ein global führender Akteur in den Branchen Mobilität und Industrie, so dass sich hier Herausforderungen aber auch Chancen für Unternehmen ergeben. Deutschlands großer Beitrag zum Klimaschutz kann darin bestehen, in diesen Sektoren Anwendungen zu schaffen, die mit Wasserstoff emissionsarm funktionieren. Ein wichtiger Fokus in der Entwicklung einer deutschen Wasserstoffwirtschaft und -strategie sollte daher in der Kommerzialisierung von Anwendungen liegen. Unterstützt werden muss dies durch eine Erzeugungs- und Infrastrukturstrategie, die sich an den Bedürfnissen der geplanten Anwendungen ausrichtet. So kann Deutschland einen weitaus größeren Beitrag zum Klimaschutz leisten als die Reduktion seiner 2% des weltweiten Treibhausgasausstoßes. Daher ist es ein wichtiges Signal, dass die nationale Wasserstoffstrategie sich u.a. zum Ziel setzt, einen heimischen Absatzmarkt für CO₂-frei erzeugten Wasserstoff zu schaffen und Schlüsselindustrien in Industrie und Verkehr hier zukunftsfähig aufzustellen.