EXPERTENINTERVIEW
Das Experteninterview: - Wenn wir es mit Netto-Null ernst meinen, kommen wir nicht um Wasserstoff herum!
Das Interesse an Wasserstoff hat in den letzten Jahren stetig zugenommen - und im Jahr 2020 weiter an Dynamik gewonnen - mit Wasserstoffstrategien aus der EU, Deutschland und Frankreich, um nur einige zu nennen. In Norwegen wurde im Juni 2020 die erste nationale Wasserstoffstrategie gestartet. In diesem Frühjahr wird ein separater Fahrplan für die Verwendung von Wasserstoff in Norwegen vorgestellt.
Das Experteninterview:
Martin Tengler ist Senior Hydrogen Analyst bei BloombergNEF.
Im Zusammenhang mit unserem neuen thematischen Bericht über Wasserstoff haben wir mit dem Analysten Martin Tengler von BloombergNEF gesprochen, um einen globalen Überblick zu erhalten. Wo ist es sinnvoll, Wasserstoff in Phase zu bringen, und wie sieht das Kostenbild heute aus - und in zehn Jahren?
- Es ist nicht das erste Mal in der Geschichte, dass viel über Wasserstoff gesprochen wird. In der Vergangenheit hat dies nicht zu einer groß angelegten Einführung geführt. Was macht es jetzt anders?
- Sie haben Recht, dass es in der Vergangenheit Wellen der Begeisterung für Wasserstoff gegeben hat. In den 1950er Jahren wurde es als Treibstoff für die Luftfahrt vorgeschlagen, in den 1970er Jahren für Autos und erneut Mitte der 2000er Jahre. Hunderttausende von Wasserstoffautos sollten damals verkauft werden, aber das geschah nicht. Wie Sie hervorheben, gab es also eine Hoffnung, die sich nie wirklich erfüllt hat. Und meistens handelte es sich um Personenkraftwagen.
Was diesmal anders ist, ist, dass Wasserstoff ein Instrument zur Dekarbonisierung der Wirtschaft ist. Und vor allem in den Bereichen, in denen es schwierig ist, direkt zu elektrifizieren. In einigen Bereichen wie der Stahlproduktion hilft mehr Solar- oder Windkraft nicht. Und hier kann Wasserstoff eine Rolle spielen, um die Wärme zu erzeugen oder die erforderliche chemische Reaktion zu erzeugen.
Industrie und Schwertransport treiben die Marktentwicklung voran
- Wenn wir diese Überlegungen fortsetzen, welche Sektoren eignen sich am besten für die Verwendung von Wasserstoff?
- Erstens ist Wasserstoff bereits ein sehr großer Markt. Die jährliche Produktion beträgt mehr als hundert Millionen Tonnen Wasserstoff, und 99 Prozent werden aus fossiler Energie ohne Kohlenstoffabscheidung und -speicherung hergestellt. Das heißt, es wird auch die wahnhafteste Zeit des Jahres.
Wenn wir über Sektoren sprechen, in denen Wasserstoff aus erneuerbaren Energien, grüner Wasserstoff, verwendet werden kann, ist es sinnvoll zu sehen, wo heute Wasserstoff verwendet wird. Als Produktion von Ammoniak und Ölraffinierung.
Dann haben Sie Gebiete, in denen heute kein Wasserstoff mehr verwendet wird. BloombergNEF hat berechnet, dass der Kohlenstoffpreis, der für die Umstellung auf grünen Wasserstoff in der Stahlproduktion erforderlich ist, nur 50 USD pro kg CO2 betragen kann, wenn Sie grünen Wasserstoff für 1 USD pro kg produzieren können. Etwas, das wir für möglich halten, wahrscheinlich vor 2050 in vielen Ländern.
Neben der Industrie ist der Transportsektor möglicherweise gut für Wasserstoff geeignet. Nicht für Personenkraftwagen, sondern für schwere Transporte und Lastwagen, bei denen Batterien einen Gewichtsnachteil haben. Wir glauben, dass Wasserstoff im maritimen Sektor eine wichtige Rolle bei Ammoniak spielen wird.
Zwei Hauptursachen für Rückgänge
- Sie haben einen Kohlenstoffpreis von fünfzig Dollar pro kg CO2 als ausreichend genannt, um grünen Wasserstoff für die Stahlproduktion zu verwenden. Wenn wir uns heute den Quotenpreis für EU-Quoten ansehen, ist er nicht weit von diesem Preisniveau entfernt. Dies ist jedoch der Fall, wenn die Kosten für grünen Wasserstoff stark auf 1 USD pro Kilogramm gesenkt werden. Wie kann dies erreicht werden?
- Heute betragen die Kosten für Wasserstoff aus fossiler Energie etwa 1 Dollar pro Kilogramm, verglichen mit 2,5 bis 4,5 Dollar für grünen Wasserstoff aus einem hochmodernen, gut optimierten System. Man kann tatsächlich sagen, dass es sich um einen theoretisch erreichbaren Preis handelt.
Wie können die Kosten gesenkt werden? Erstens wird eine signifikante Kostenreduzierung für Elektrolyseure erwartet. Von 2014 bis 2019 zeigt die BNEF-Analyse eine Kostenreduzierung von 40-50 Prozent. Wir glauben, dass sich dieser Herbst im Einklang mit der Produktionssteigerung fortsetzen wird. Zweitens werden erneuerbare Energiequellen wie Wind- und Sonnenenergie billiger. Dies ist der wichtigste Faktor, da Strom die größten Kosten für die Herstellung von grünem Wasserstoff darstellt.
Denken Sie, dass grüner Wasserstoff beim Preis gewinnen wird
- Wasserstoff aus Erdgas in Kombination mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung, sogenannter blauer Wasserstoff, ist ebenfalls eine nahezu emissionsfreie Alternative. Und ist sehr interessant für Norwegen, das über große Gasressourcen verfügt. Was wissen wir über das Kostenbild von blauem gegenüber grünem Wasserstoff?
- Es gibt nur wenige Orte, an denen heute Wasserstoff produziert und die Emissionen erfasst werden. Weltweit kennen wir bei BNEF vier Anlagen, und sofern die von uns gesammelten Kosten für einen breiteren Trend repräsentativ sind, betragen die Kosten für die Speicherung von Kohlenstoff pro Kilogramm produziertem Wasserstoff ungefähr 0,60 Dollar pro kg. Wenn Sie dies zu den Kosten für die Herstellung von Wasserstoff aus billiger fossiler Energie hinzufügen, erhalten Sie einen Preis von 1,60 USD pro kg für blauen Wasserstoff.
Wenn man es mit den Kosten für die Herstellung von grünem Wasserstoff heute vergleicht, ist es viel billiger. Wenn Sie jedoch die erwartete Kostenentwicklung berücksichtigen, ist grüner Wasserstoff an den meisten Orten bis 2030 und zumindest bis 2050 die billigste Option.
Der Grund ist, dass die Erzeugung von Wasserstoff aus fossiler Energie bereits ein gut optimierter Prozess ist. Selbst wenn CCS völlig kostenlos ist - was natürlich nicht der Fall ist - werden die Kosten für fossile Energie mit CCS niemals niedriger sein als die Kosten für Wasserstoff ohne CCS oder etwa 1 Dollar pro kg Wasserstoff.
Mit dem erwarteten Preisverfall für erneuerbare Energien und Elektrolyseure kann grüner Wasserstoff billiger sein. Aber das wird wahrscheinlich eine Weile nicht passieren, und eine Kombination aus Kohlenstoffpreisen und Subventionen wird wahrscheinlich erforderlich sein, um die Branche in Schwung zu bringen.
Der Zugang zu Land kann regionale Herausforderungen schaffen
- Um grünen Wasserstoff herzustellen, benötigen Sie große Mengen erneuerbarer Energie. Gemäß dem Klimaszenario New Energy Outlook 2020, das einem Emissionsbudget von weit unter zwei Grad der globalen Erwärmung folgt, wird ein wasserstoffbasiertes Szenario 38 Prozent mehr benötigen als die derzeitige globale Stromerzeugung. Wie viel erneuerbare Kapazität benötigen wir dann für die Wasserstoffproduktion?
- Es hängt davon ab, welche Stromquelle Sie verwenden. Wenn der gesamte Wasserstoff aus Kernkraft mit einem Kapazitätsfaktor von 100 Prozent hergestellt wird, was äußerst unwahrscheinlich ist, benötigen Sie etwa 5 TW Elektrolyseure und 5 TW Kernkraft. Mit Offshore-Wind ca. 7 TW Elektrolyseure und 9-10 TW Offshore Wind. Während eine 50/50-Lösung mit Windkraft und Solarenergie an Land 9-10 TW mit Elektrolyseuren und jeweils 7 TW aus Wind und Sonne benötigt. Mein Bauchgefühl ist, dass wir irgendwo zwischen dem zweiten und dritten Szenario landen werden.
- Wird uns angesichts des Bedarfs an so viel erneuerbarer Energie der Platz ausgehen, auf dem wir aufbauen können?
- Dies ist eine wichtige Frage. Die ersten beiden guten Nachrichten: Weltweit gibt es genug Platz, um so viel erneuerbare Energie wie nötig zu bauen. Und wenn Sie viel bauen, erhalten Sie wahrscheinlich noch größere Skaleneffekte.
Auf regionaler Ebene gibt es jedoch Herausforderungen. Einige Gebiete sind gut positioniert, um Wasserstoff zu produzieren. Nordafrika, Australien, Länder in Südamerika, sogar die nordischen Länder. Hier gibt es sowohl Platz als auch Zugang zu billiger erneuerbarer Energie, und Sie können mehr Wasserstoff produzieren, als Sie benötigen.
Andere Länder wie Japan, in denen ich lebe, haben nicht genug Land. Es ist sehr unwahrscheinlich, dass Japan sowohl das Stromnetz dekarbonisieren als auch über genügend erneuerbare Energie verfügen kann, um Wasserstoff zu produzieren. Daher planen sie den Import, aber das ist an sich schon mit vielen Herausforderungen verbunden.
Globaler oder nationaler Markt?
- Glauben Sie, dass wir in Bezug auf den Markt einige wichtige Drehkreuze sehen werden, die weltweit Wasserstoff produzieren und exportieren?
- Wenn Sie an einem Ort viel Wasserstoff produzieren können, ist dieser wahrscheinlich billiger als die entsprechende Menge aus zehn kleineren Anlagen. Wenn Sie jedoch Wasserstoff für ein größeres Gebiet produzieren, müssen Sie ihn an den Endkunden versenden, was natürlich die Kosten erhöht.
Wenn Sie in der Nähe einer Pipeline leben, die Wasserstoff transportieren kann, können diese Kosten sehr niedrig sein. Wenn der Transport jedoch per LKW oder sogar per Schiff nach Japan erfolgt, kann er schnell sehr hoch werden.
Wenn Sie Wasserstoff mit Erdgas in flüssiger Form - LNG - vergleichen, benötigen Sie mehr Energie, um Wasserstoff flüssig zu machen, und mehr Platz, um dieselbe Energiemenge zu transportieren. Dann werden Sie schnell sehen, wie sich die Kosten erhöhen.
Dann halten wir es für sinnvoller, eine Wasserstoffbrücke wie Ammoniak zu tragen. Neben der Speicherung von mehr Energie pro Volumeneinheit besteht ein zusätzlicher Vorteil darin, dass Sie Ammoniak direkt verwenden können und es nicht wieder in Wasserstoff umwandeln müssen.
Um auf Ihre vorherige Frage zurückzukommen: Aufgrund der Landknappheit in einigen Teilen der Welt werden wir wahrscheinlich Exporte von wichtigen Drehkreuzen sehen. Die verfügbaren Verkehrsträger werden jedoch ein entscheidender Faktor dafür sein, wie groß die geografischen Märkte sind.
Genug für eine Weile auf der Angebotsseite, aber ...
- Wir haben über Wachstumskurven für grünen Wasserstoff gesprochen. Was wissen wir heute über Angebot und Nachfrage in naher Zukunft?
Bisher wurden 26 GW mit Elektrolyseurkapazität mit Inbetriebnahme bis 2030 sowie weitere 22 Projekte für blauen Wasserstoff angekündigt. Für die meisten wurde noch keine endgültige Investitionsentscheidung getroffen und wird wahrscheinlich nicht wie geplant gebaut, während andere Projekte durchgeführt werden. Auf der Angebotsseite haben wir also schon eine Weile genug.
Die größte Herausforderung wird die Nachfrage sein - wer wird den gesamten grünen Wasserstoff kaufen? Wir werden wahrscheinlich sehen, dass die Nachfrage am Anfang langsam steigt und dann nach 2025-2030 stetig steigt. Ein Großteil der frühen Nachfrage stammt wahrscheinlich aus einer kleinen Anzahl großer Projekte, wie zum Beispiel Kraftturbinen, die mit Erdgas + Wasserstoff betrieben werden, und Stahlwerke, die Wasserstoff verwenden.
… Der Markt muss sich bis 2030 verdoppeln
- Wie viel muss die Nachfrage wachsen, um im Wasserstoff- und Elektrifizierungsszenario von Bloomberg NEF das Ziel zu erreichen?
Um die globale Erwärmung unter zwei Grad zu halten, müssen wir zwischen 2030 und 2050 alle fünf Jahre ein Wachstum von> 100 Millionen Tonnen verzeichnen. Mit anderen Worten, der Wasserstoffbedarf in den frühen 2030er Jahren muss sich seit heute verdoppelt haben - und alles muss grüner oder blauer Wasserstoff sein.
Ob wir dort ankommen, hängt davon ab, wie viel Regierungen bereit sind zu subventionieren und wie hoch der CO2-Preis sein wird. Bisher zeigen unsere Schätzungen zum Quotenpreis auf dem EU-Quotenmarkt nicht, dass grüner Wasserstoff bis 2030 ohne Subventionen wettbewerbsfähig sein wird. Aber ich werde die EU, Großbritannien und Norwegen genau verfolgen, wo es am wahrscheinlichsten ist, dass die Dinge zuerst an Fahrt gewinnen. Vielleicht auch die USA für die Verwendung von Wasserstoff bei der Stromerzeugung. Eine Reihe von Gasturbinen ist geplant, bei denen ein Anteil von Wasserstoff möglich ist, wenn die Versorgung und Anreize vorhanden sind.
- Sind Sie im Hinblick auf Wasserstoff abschließend optimistisch?
- Zusammenfassend lässt sich jedoch sagen, dass es mit einigen Vorbehalten vielversprechend für eine Wasserstoffwirtschaft ist. In mehreren Bereichen ist Wasserstoff nicht die ideale Lösung. Dann ist es besser mit Batterien und direkter Elektrifizierung. In einigen Sektoren, insbesondere in der Industrie, werden Sie jedoch nicht mit Wasserstoff davonkommen, wenn Sie es ernst meinen mit dem Management der Netto-Null-Emissionen im Jahr 2050. Und es scheint, dass immer mehr Länder dies tun.
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