Studie fordert breiten Einsatz von Wasserstoff für Klimaschutz

Auf einer grünen Wiese stehen links Solarmodule, im Hintergrund Windkraftanlagen, rechts Container mit der Aufschrift H2 - Hydrogen (Wasserstoff)Foto: malp / stock.adobe.com
Um die Klimaziele zu erreichen, ist der breite Einsatz von grünem Wasserstoff notwendig. Das zeigt eine Fraunhofer-Studie im Auftrag des Nationalen Wasserstoffrates.

Eine Studie dreier Fraunhoferinstitute zeigt, dass ein breiter Einsatz von grünem Wasserstoff dem Klimaschutz dient. Die Studie hat der Nationale Wasserstoffrat in Auftrag gegeben. Wie er mitteilte, haben die drei Fraunhoferinstitute ISI, ISE und IEG in einer Metastudie die potenzielle Nachfrage nach Wasserstoff sowie Wasserstoffderivaten bis 2050 analysiert. Dafür haben sie aktuelle Systemstudien mit Fokus auf die Nachfrage nach Wasserstoff und wasserstoffbasierten Energieträgern in Deutschland ausgewertet.

Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen: Je mehr CO2 Deutschland einsparen will, desto größer ist der Bedarf an Wasserstoff. Und je früher die Klimaschutzziele gelten, desto schneller müssen diese Mengen zur Verfügung stehen. Wasserstoff und wasserstoffbasierte Syntheseprodukte sind zentrale Bausteine des Energiesystems der Zukunft.

Die heutige Wasserstoffproduktion in Deutschland liegt bei 57 Terrawattstunden (TWh) pro Jahr. Diese Menge wird fast vollständig mit fossilen Energieträgern hergestellt. Ab 2030 zeigt die Untersuchung erste relevante Nachfragemengen nach grünem Wasserstoff und Derivaten von bis zu 80 TWh. Dieser Bedarf wächst im Jahr 2040 auf 100 bis 300 TWh an. Für das Jahr 2050 steigt die Bandbreite des Bedarfs an Wasserstoff und wasserstoffbasierten Syntheseprodukten dann auf 400 bis knapp 800 TWh. Insgesamt zeigt sich zwischen den Jahren 2030 und 2050 eine Verzehnfachung des maximalen Bedarfs an Wasserstoff und seinen Derivaten.

Um den potenziellen Wasserstoffbedarf in 2040 und 2050 zu decken, wird der Import immer wichtiger werden. Dabei liegt der Importanteil an wasserstoffbasierten Syntheseprodukten in allen Studien höher als der Importanteil an reinem Wasserstoff.

Den größten Bedarf an Wasserstoff und wasserstoffbasierten Syntheseprodukten erkennt die Studie im Industriesektor. Im Jahr 2050 werden hier bis zu 500 TWh benötigt. Die größten Abnehmer sind die Eisen- und Stahlindustrie sowie die chemische Industrie.

Bedarf im Verkehr

Einen großen Bedarf sehen die Studien auch im Verkehrssektor. Er benötigt im Jahr 2050 zwischen 150 und 300 TWh. Im Fokus steht dabei insbesondere der internationale Flug- und Schiffsverkehr mit einem Bedarf von 140 bis 200 TWh. Im straßengebundenen Verkehr sehen neuere Studien das größte Potenzial im Schwerlastverkehr.

Weitere Abnehmer sieht die Metastudie im Gebäudesektor (bis zu 200 TWh bis zum Jahr 2050) und im Umwandlungssektor zur Strom- und Wärmeerzeugung (zwischen 50 und 150 TWh bis zum Jahr 2050). Zur zukünftigen Rolle von Raffinerien weisen die meisten Studien noch Lücken auf. Die Metastudie empfiehlt deshalb, diesen Aspekt noch einmal näher zu untersuchen.

Wenig Relevanz von CCS

Die Entwicklung der Nachfrage nach Wasserstoff und wasserstoffbasierten Syntheseprodukten hängt nach der Metastudie von vielen Faktoren ab. Nur wenige Studien sehen eine große Relevanz von „Carbon Capture and Storage“ (CCS), der Abscheidung und Speicherung Kohlendioxid. Sollte sich diese Technologie aber in stärkerem Maße durchsetzen, würde die zukünftige Nachfrage nach Wasserstoff und Derivaten sinken, da dann mehr prozessbedingte Restemissionen zulässig wären.

Auch Annahmen zur Menge an verfügbarer und nachhaltiger Biomasse sind von Bedeutung. Biomasse tritt in relevanten Nachfragebereichen in Konkurrenz zu Wasserstoff und wasserstoffbasierten Syntheseprodukten. Um die Marktdurchdringung von Wasserstoff und Derivaten zu beschleunigen, müssen technologische Entwicklungen und Kostensenkungspotenziale bei Elektrolyseuren, Transporttechnologien oder der Luftabscheidung von CO2 weiter vorangetrieben werden.

Die betrachteten Studien haben eine stark techno-ökonomische Energiesystemperspektive und lassen Aspekte wie Arbeitsplatzeffekte oder den Einfluss von Politikmaßnahmen außen vor. Die Aussagen basieren vorwiegend auf Szenarien, die mögliche techno-ökonomische Entwicklungen unter verschiedenen Annahmen und Unsicherheiten, wie etwa zukünftige Energiebedarfe oder Preisannahmen abbilden.

4.6.2021 | Quelle: Nationaler Wasserstoffrat | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH

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