Notwendige Kostensenkung bei Power-to-X

Wettbewerbsfähigkeit für die Erzeugung erneuerbaren Wasserstoffs erzielen

Die Entwicklung von erneuerbarem Wasserstoff ist im Gange, wobei Jahr für Jahr immer mehr und größere Elektrolyseprojekte angekündigt werden. Um das Dekarbonisierungspotenzial dieses Brennstoffs zu maximieren, müssen die Kosten durch Industrialisierung und Skalierung gesenkt werden. Wir wissen, dass dies mit den richtigen Rahmenbedingungen möglich ist – denn wir haben es für den Offshore-Windsektor bereits getan.

Die Erreichung der Wettbewerbsfähigkeit in Bezug auf Kosten für die Erzeugung erneuerbaren Wasserstoffs hängt von fünf Faktoren ab:
  • Investitionen, d. h. Anlagenbilanz und Preis des Elektrolyseurs
  • Effizienz des Elektrolyseurs
  • Kosten für erneuerbare Energien, d. h. Rohkosten von Energie
  • Auslastungsgrad der Anlagen
  • Gesetzlicher Regulierungsrahmen zur Gewährleistung „gleicher Wettbewerbsbedingungen“

Um die Kosten für erneuerbaren Wasserstoff zu senken, sind daher Investitionen in die Wertschöpfungskette des Elektrolyseurs erforderlich, um die Kapitalkosten zu senken; technologische Verbesserungen, um den Wasserstoffausstoß zu erhöhen; niedrige Stromkosten; kostenreflektierende Übertragungstarife; und eine hohe Verfügbarkeit von erneuerbarem Strom, um höhere Betriebsraten zu ermöglichen.

Wie bei allen neuen Technologien sind die Skalierung und die Anzahl der verkauften wiederholbaren Einheiten der Schlüssel, um die Kapitalkosten zu senken. Es ist davon auszugehen, dass erneuerbarer Wasserstoff dem Weg der Solarenergie sowie der On- und Offshore-Winderzeugung folgen wird, für die die Kosten in den letzten zehn Jahren rapide gesunken sind, da sich die globale Installationsbasis exponentiell vervielfacht hat.

 

Das Gleiche gilt für die gesamte Power-to-X-Wertschöpfungskette.

Die Kosten für Logistik, Infrastruktur, Antriebsstränge, Brennstoffzellen, Kohlenstoffabscheidung (zur Kohlenstoffgewinnung) und Katalysereaktoren (zur Kombination von Kohlenstoff oder Stickstoff mit Wasserstoff) können durch Industrialisierung und Skalierung gesenkt werden.

Dennoch stehen E-Kraftstoffe auf Basis von erneuerbarem Wasserstoff vor einer einzigartigen Herausforderung: Während die Solar- und Windenergieerzeugung in einem Energiemarkt mit einem bestehenden Bedarf und Netz skaliert werden konnte, gibt es heute weder Nachfrage noch Infrastruktur für erneuerbare E-Kraftstoffe.

Damit stehen Investoren sowohl auf der Angebots- als auch auf der Nachfrageseite vor einem Dilemma. Da die zukünftige Nachfrage ungewiss ist, zögern Entwickler von erneuerbarem Wasserstoff und Power-to-X, in den Bau von Produktionsanlagen zu investieren. Und die Sorge um ein knappes Angebot und hohe Preise lässt potenzielle Abnehmer zögern, Verpflichtungen einzugehen.

Kurz gesagt, die übergreifende Herausforderung besteht darin, dass die Kosten für Power-to-X ein hohes Volumen und kontinuierliche Entwicklungen bei der Elektrolyseur-Effizienz erfordern. Um über den Ersatz des derzeitigen fossilen Wasserstoffverbrauchs hinaus zu skalieren, bedarf es einer parallelen Entwicklung von Angebot und Nachfrage – dies gilt insbesondere für E-Kraftstoffe. 

 

Industrielle Partnerschaften, um sicherzustellen, dass Angebot und Nachfrage parallel wachsen können

Eine handlungsorientierte Führung, die Hersteller und Nutzer von erneuerbarem Wasserstoff und E-Kraftstoffen miteinander verbindet, kann die potenzielle Sackgasse bei Angebot und Nachfrage abwenden. Dies wird bereits durch mehrere gemeinsame Initiativen demonstriert. Einige Initiativen arbeiten daran, den Dialog und den Wissensaustausch zwischen den Branchen bezüglich der Ansprüche, Anforderungen, Standards und Hindernisse für neu entwickelte Power-to-X-Anwendungen zu erleichtern. Andere sind konkrete Projekte, bei denen die Entwickler erneuerbarer E-Kraftstoffe mit Abnehmern zusammenarbeiten, um einen bestimmten Bedarf zu decken.

In Deutschland zum Beispiel ist Ørsted Teil eines Konsortiums mit dem Ziel, den Verbrauch von fossilem Wasserstoff in der Raffinerie Heide durch erneuerbaren Wasserstoff zu ersetzen und eine großflächige Versorgung mit erneuerbaren E-Kraftstoffen zu schaffen. In Dänemark arbeitet Ørsted mit Transportunternehmen aus Schifffahrt, Luftfahrt und Fernverkehr zusammen, um die industrielle Produktion von erneuerbarem Wasserstoff und E-Kraftstoffen zu entwickeln.

Ein drittes Beispiel ist die „Getting to Zero“-Koalition, die sich aus 80 globalen Akteuren aus den Bereichen Schifffahrt, Finanzen, Energie und Infrastruktur zusammensetzt. Alle arbeiten zusammen, um technologische und andere Hindernisse zu überwinden, mit dem Ziel, bis 2030 wirtschaftlich rentable Tiefseeschiffe, die mit emissionsfreien Kraftstoffen betrieben werden, zu entwickeln.

 

Politische Ambitionen erforderlich, um Investitionen von Unternehmen zu fördern

Unternehmen dazu zu bringen, in die Entwicklung von erneuerbarem Wasserstoff zu investieren, ist von entscheidender Bedeutung, um Innovationen anzuregen und die Kosten zu senken. Die politischen Entscheidungsträger müssen wirksame und ehrgeizige Regulierungsrahmen schaffen, die Anreize für den Ersatz von fossilem Wasserstoff und den Ausbau von erneuerbarem Wasserstoff und Power-to-X schaffen. Dies könnte z. B. in Form von Beimischungsvorschriften geschehen, die vorschreiben, dass ein bestimmter Anteil des verbrauchten Wasserstoffs oder der E-Kraftstoffe aus erneuerbaren Energien stammen muss. Die Unterstützung der Entwicklung der grünen Alternativen durch Subventionen und Anreize ist ebenfalls wichtig. Die Kombination aus regulatorischen Rahmenbedingungen, einer klaren Nachfragepipeline und direkter/indirekter finanzieller Unterstützung stärkt das Vertrauen der Investoren in die Vorzüge der Entwicklung von Power-to-X in großem Maßstab.

Das starke politische Engagement für die Dekarbonisierung der Volkswirtschaften in Europa hat ein unterstützendes Umfeld für erneuerbaren Wasserstoff und Power-to-X geschaffen. Mit ihrem „European Green Deal“ hat die Europäische Kommission Klimaschutzmaßnahmen zu einer zentralen Priorität gemacht, die darauf abzielt, die Emissionen bis 2030 um 60 Prozent zu senken und Europa bis 2050 klimaneutral zu machen. Einzelne Nationen, darunter Großbritannien, Deutschland, Niederlande und Dänemark, haben außerdem nationale Ziele festgelegt und ehrgeizige Ausbaustrategien und Unterstützungsprogramme für erneuerbaren Wasserstoff und Power-to-X formuliert. Insgesamt bietet die europäische Region:

Einen hohen Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung, wettbewerbsfähige Stromkosten und politische Entschlossenheit, eine tiefgreifende Dekarbonisierung zu erreichen, was zu einer eindeutigen Unterstützung von Wasserstoff- und Power-to-X-Technologien führt.

So, wie Europa der Schmelztiegel für die Entwicklung und Reifung erneuerbarer Technologien – wie z. B. der Offshore-Windenergie als Ersatz für die fossile Stromerzeugung – war, so kann es eine vielversprechende Zukunft für erneuerbare Wasserstoff- und E-Kraftstoff-Anlagen fördern.