Dekarbonisierung: Welche Sektoren profitieren davon, das Potenzial von Wasserstoff rechtzeitig zu erkennen

Das Thema der Dekarbonisierung, oder der Reduzierung und Eliminierung schädlicher Emissionen, insbesondere von Kohlendioxid (CO2) Emissionen, ist seit Jahren relevant, beginnend mit dem Kyoto-Protokoll und dann dem Pariser Abkommen von 2015. Das Pariser Abkommen setzte das Ziel der unterzeichnenden Staaten, die globale Erwärmung auf deutlich weniger als 2 °C im Vergleich zu vorindustriellen Niveaus zu begrenzen und die Bemühungen fortzusetzen, sie auf 1,5 °C zu begrenzen – teilweise durch die Erreichung der Netto-Kohlenstoffneutralität bis 2050.

Eine signifikante Reduzierung der globalen Treibhausgasemissionen (einschließlich CO2) wird den Anstieg der globalen Temperatur begrenzen. In der Praxis erfordert die Erreichung von Netto-Null-Emissionen einen Übergang von fossilen Brennstoffen zu alternativen, kohlenstoffarmen Energiequellen.

Sanktionen beschleunigten den Prozess

Die Europäische Union hat zusätzliche Ziele für die Mitgliedstaaten durch den Europäischen Grünen Deal festgelegt, der die Dekarbonisierung der EU garantieren wird. Diese Ziele werden durch das Maßnahmenpaket ‚Fit for 55%‘ weiter gestärkt, das sicherstellt, dass die Ziele der EU mit den Klimazielen übereinstimmen.

Im Februar 2022 verhängte die Europäische Union Sanktionen gegen russisches Öl und Gas als Reaktion auf die Invasion Russlands in die Ukraine. Die gesamte Situation hat tiefgreifende Veränderungen auf den Energiemärkten verursacht, mit gelegentlichen Energieunsicherheiten für die Mitgliedstaaten aufgrund von Preisinstabilität, Öl- und Gasversorgungsketten und der allgemeinen globalen Wirtschaftskrise mit hohen Inflationsraten.

Angesichts der anerkannten erheblichen Auswirkungen fossiler Brennstoffe auf die Mitgliedstaaten führt die Europäische Union ein neues Maßnahmenpaket durch ‚REPowerEU‘ ein, das darauf abzielt, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu reduzieren und somit die weitere Dekarbonisierung zu fördern. Der Schwerpunkt liegt auf Wasserstoff, insbesondere grünem Wasserstoff, als einem der möglichen Brennstoffe, die eine schnellere Dekarbonisierung in verschiedenen Sektoren fördern werden. Durch diese Initiativen wird bis 2030 eine ehrgeizige Reduzierung der Treibhausgasemissionen erwartet.

Zusätzlich wurde Anfang November 2022 ein Treffen globaler Führungspersönlichkeiten, die Regierungen, den privaten Sektor und die Zivilgesellschaft vertreten, bei der 27. Sitzung der COP (Vereinte Nationen Klimakonferenz oder Konferenz der Vertragsparteien – UNFCCC) organisiert. Seit dem letzten Treffen gibt es ein wachsendes Bewusstsein für die wichtigen Beiträge zur Dekarbonisierung, die vom privaten Sektor kommen sollten, sowie Diskussionen über die Erhöhung der Investitionen in neue technologische Lösungen, die eine schnellere Dekarbonisierung unterstützen könnten. Obwohl Wasserstoff als Dekarbonisierungstechnologie erwähnt wird, wird oft unzureichend erklärt, was genau das bedeutet und welche positiven Anwendungen diese Technologie hat.

Grauer, blauer und grüner Wasserstoff

Je nach Methode und Prozess seiner Produktion gibt es mehrere Arten von Wasserstoff, wie grauen, blauen und den wichtigsten – grünen Wasserstoff. Grauer Wasserstoff wird aus fossilen Brennstoffen hergestellt, und seine Produktion emittiert Kohlendioxidemissionen, weshalb er nicht als Brennstoff der Zukunft angesehen wird.

Der Prozess der Herstellung von blauem Wasserstoff ist derselbe wie der von grauem Wasserstoff, aber in seinem Fall wird die Technologie der sogenannten Dampfreformierung von Methan (SMR) zusammen mit der Technologie zur Kohlenstoffabscheidung, -nutzung und -speicherung (CCUS) verwendet, wodurch die Produktion dieses Wasserstoffs umweltfreundlicher wird, da die Auswirkungen von Kohlendioxid durch seine Speicherung eliminiert werden.

Unter den genannten Wasserstoffarten zeigt grüner Wasserstoff, der aus sogenannter grüner Elektrizität oder Energie aus erneuerbaren Quellen wie Solar- und Windkraft gewonnen wird, das beste Potenzial für eine langfristig nachhaltige Produktion. Grüner Wasserstoff wird mit Hilfe der Elektrolysetechnologie hergestellt, bei der Wassermoleküle in Wasserstoff- und Sauerstoffmoleküle gespalten werden, wobei erneuerbare Elektrizität verwendet wird, und der produzierte Wasserstoff kann gespeichert werden.

Wo er angewendet werden kann

In der industriellen Produktion wird Wasserstoff in verschiedenen Anlagen und in vielen Segmenten angewendet, in denen derzeit fossile Brennstoffe für Produktionsprozesse verwendet werden. Seine Anwendung wird in Raffinerieprozessen in der Ölindustrie, der chemischen Industrie, in der Ammoniakproduktion, der Methanolproduktion und der Stahlproduktion erwartet. Wasserstoff wird eine wichtige Rolle in der industriellen Produktion zur Erzeugung industrieller Wärme spielen.

Zusätzlich wird Wasserstoff ein wichtiger Faktor bei der Dekarbonisierung des Verkehrs und der Mobilität sein, insbesondere in den Segmenten des Güterverkehrs sowie des maritimen und Luftverkehrs. Güterfahrzeuge, die im Straßenverkehr eingesetzt werden, sind einer der potenziellen Verbraucher von Wasserstoff, da die Reichweite von wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen im Vergleich zu Elektrofahrzeugen erheblich größer ist. Da Straßenverkehrsfahrzeuge sechs Prozent der Gesamtemissionen produzieren, wird eine Reduzierung der Emissionen in diesem Segment einen positiven Effekt haben.

Der maritime Verkehr wird bis 2030 voraussichtlich erheblich wachsen, weshalb die Anwendung von Wasserstoff als nachhaltige Technologie in diesem Sektor entscheidend ist, insbesondere für Schiffe, die Fracht transportieren. Wasserstoff wird auch im Luftverkehr Anwendung finden; es ist jedoch wichtig zu beachten, dass eine solche Technologie in der Luftfahrtindustrie erhebliche Investitionen erfordert. Im Stromsystem hat Wasserstoff das Potenzial, ein Medium zur Speicherung von Energie aus erneuerbaren Quellen zu sein.

Die erfolgreiche Anwendung von Wasserstoff in der Industrie hängt weitgehend von der Kostenwettbewerbsfähigkeit von grünem Wasserstoff ab, die durch den Preis von Elektrizität aus erneuerbaren Quellen, die Kosten des Elektrolyseproduktionsprozesses, die durch technologische Fortschritte und Skaleneffekte bedingt sind, und den Preis von Kohlendioxidemissionszertifikaten bestimmt wird. Erhöhte Investitionen in Wasserstofftechnologien werden zur größeren Wettbewerbsfähigkeit von grünem Wasserstoff beitragen, und es wird erwartet, dass reiner Wasserstoff und seine Derivate bis 2050 etwa zehn Prozent des gesamten Energieverbrauchs ausmachen werden.

Ein Blick in die Zukunft

Laut der Analyse von Deloitte wurden im Jahr 2022 in Europa 158 wasserstoffbezogene Projekte identifiziert, von denen 85 auf grünen Wasserstoff fokussiert waren, und es wird ein starker Anstieg der Anzahl solcher Projekte in der Zukunft erwartet. Neben der Produktion von grünem Wasserstoff werden auch Investitionen in die gesamte Wasserstoffinfrastruktur getätigt, wobei die Europäische Union plant, im Rahmen des Projekts ‚REpowerEU‘ mehr als 27 Milliarden Euro bereitzustellen, die den Mitgliedstaaten über verschiedene Fonds zur Verfügung stehen.

Neben ihrem starken Einfluss auf die Dekarbonisierung wird erwartet, dass Wasserstofftechnologien positiv auf die Beschäftigung wirken, wobei die Europäische Union schätzt, dass bis 2030 für jede Milliarde Euro, die investiert wird, etwa 10.000 Arbeitsplätze, die direkt oder indirekt mit grünem Wasserstoff verbunden sind, geschaffen werden. Schließlich ist die Technologie zur Herstellung von grünem Wasserstoff nicht nur ein Wunsch und eine Richtung, die Unternehmen in der fernen Zukunft einschlagen werden; bedeutende Fortschritte geschehen bereits heute.

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Schlüsselfaktoren für eine größere Wasserstoffanwendung:

1. Natürliche Nachfrage
Drei Schlüsselfaktoren werden die Sektoren charakterisieren, die eine natürliche Nachfrage nach Wasserstoff schaffen werden: die Fähigkeit, Vorteile für Unternehmen (z.B. Marktanteil erhöhen) und Verbraucher (z.B. neue Funktionalitäten bereitstellen) zu schaffen, ein hohes Maß an öffentlicher Aufsicht durch die Gesellschaft und die Regierung, ein hohes Maß an Reputationsrisiko und eine geringe Kostensteigerung für die Verbraucher.

2. Regulierung
Es ist notwendig, die Finanzierung für Projekte zu erleichtern und zu ermöglichen, die derzeit nicht kostenwettbewerbsfähig sind, die Vorschriften zu synchronisieren und die Genehmigungserteilung zu beschleunigen.

3. Technologie
Eine klare Definition der Technologien, die spezifische Sektoren dekarbonisieren sollten, wird zur Akzeptanz von Wasserstoff als Brennstoff der Zukunft beitragen.

4. Vermögenswerte, Infrastruktur
Die Akzeptanz von Wasserstofftechnologien in der Industrie wird erheblich durch den schnelleren Austausch verschiedener industrieller Anlagen beeinflusst, da derzeit einige Industrien wie die Stahlproduktion eine lange Lebensdauer der Vermögenswerte haben (bis zu vierzig Jahre).

5. Zusammenarbeit
Die Zusammenarbeit zwischen Energieanbietern und -käufern sowie verschiedenen staatlichen, finanziellen und technologischen Organisationen kann helfen, Barrieren von Kapital, Wissen und Risiko zu überwinden, um den Markt von seinem derzeit illiquiden Zustand zu verändern und die notwendigen großen Entwicklungsprojekte zu stimulieren.