- Ein grünes Versprechen in der Warteschleife
Grüner Wasserstoff gilt als Schlüsseltechnologie für die Energiewende. Doch hohe Kosten, fehlende Infrastruktur und zögerliche Nachfrage bremsen den Aufbruch – trotz geopolitischem Druck und milliardenschwerer Investitionen in Europa und Afrika.
Autoreninfo
Ronan Wordsworth ist Analyst bei Geopolitical Futures.
So erreichen Sie Ronan Wordsworth:
Cicero Newsletter
Erhalten Sie täglich exklusive
Analysen und Hintergrundberichte
aus der Cicero Redaktion per E-Mail.
Eine aktuelle Reuters-Untersuchung beleuchtet den aktuellen Stand der Dinge beim grünen Wasserstoff – einer potenziell bahnbrechenden Technologie, die theoretisch erneuerbar ist und keine Emissionen verursacht. Der Bericht stellt fest, dass mindestens ein Fünftel der angekündigten Projekte in Europa bis Ende vorigen Jahres wegen erheblicher Kostenüberschreitungen und der Unfähigkeit, mit billigem Erdgas zu konkurrieren, gestrichen wurden.
Hoffnungsträger mit Startschwierigkeiten
Doch zunächst eine Erklärung des grünen Wasserstoffs. „Grün“ bezieht sich auf die Quelle der Energie, die zur Herstellung des Wasserstoffs benötigt wird – Wind-, Solar- und Wasserkraft –, welche keine Treibhausgase erzeugen sollte. Diese Energie wird verwendet, um Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoffgas zu spalten; der Prozess findet in einem Gerät statt, das als Elektrolyseur bekannt ist. Bei der Verbrennung von grünem Wasserstoff entsteht als Hauptnebenprodukt Wasserdampf. Er kann auch in einer Brennstoffzelle verbraucht werden, die durch die elektrochemische Verbindung von Wasserstoff an der Anode und Sauerstoff an der Kathode Strom erzeugt. Dies steht in krassem Gegensatz zu Erdgas, das hauptsächlich aus Methan besteht, welches bei der Verbrennung Wärme abgibt und sich mit Luftsauerstoff zu Wasser und Kohlendioxid verbindet.
Das Potenzial von grünem Wasserstoff als Kraftstoffquelle hat zu einer Erhöhung der öffentlichen Subventionen und der privaten Investitionen geführt, insbesondere da die Technologie ausgereift ist. Und der Krieg in der Ukraine, der einen Großteil der Welt in einen Energieschock versetzte, hat die Bemühungen Europas um eine Abkehr von den russischen Kohlenwasserstoffen beschleunigt. In der Zwischenzeit sind die Kosten für die Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien, insbesondere aus Sonnen- und Windenergie, stark gesunken.
Experten sind der Meinung, dass sich grüner Wasserstoff besonders gut für Industrien eignet, die nur schwer auf andere Energieträger umgestellt werden können: Schwerindustrie, Stahlerzeugung, Fernverkehr, Stromspeicherung usw. Wasserstoff-Brennstoffzellen für den Einsatz in Fahrzeugen, Zügen, Kraftwerken und in der Luftfahrt befinden sich noch in den Kinderschuhen. Chinas erste wasserstoffbetriebene Lokomotive für den kommerziellen Einsatz nahm am 10. Mai den Probebetrieb auf. Sie hat eine Reichweite von etwa 800 Kilometern und eine Betankungszeit von etwa 15 Minuten. Der Vorteil von Wasserstoff-Brennstoffzellen gegenüber elektrischen Batterien besteht darin, dass sie kein groß angelegtes Infrastrukturnetz benötigen. Sogenannter „grüner Stahl“ wiederum wird hergestellt, indem Eisen mit Wasserstoff beschossen wird, dem Produkt die Sauerstoffatome entzogen werden und es ohne den Einsatz von Kohle raffiniert wird. Sofern der Wasserstoff auf diese Weise hergestellt wird, dürften keine oder nur sehr geringe Kohlenstoffemissionen anfallen.
Europäische Ambitionen und Afrikas zentrale Rolle
Auch andere Länder steigen ein: Australien, das Vereinigte Königreich und Japan haben ebenfalls stark in Projekte investiert, um grünen Wasserstoff zu verbreiten und seine Kosten zu senken. Chinesische Investitionen in Elektrolyseure und der U.S. Inflation Reduction Act finden lobende Erwähnungen – obwohl die USA bereits seit den 2000er Jahren in diese Technologie investiert haben, als die versuchsweise Umrüstung einer Diesellokomotive in einen mit Wasserstoff-Brennstoffzellen betriebenen Zug erfolgreich war. Das Ziel ist es, eine grüne Wasserstoffindustrie zu schaffen, die ohne staatliche Hilfe auskommen kann.
Dennoch ist Europa de facto führend bei dieser aufkeimenden grünen Energie. Die EU hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2030 mit Wasserstoff 40 Gigawatt Strom zu erzeugen. Und Afrika scheint der Schlüssel zu solcherlei Ambitionen zu sein. Mehrere Länder haben bereits umfangreiche Investitionen in Studien zu grünem Wasserstoff getätigt und mehrere milliardenschwere Absichtserklärungen zur Entwicklung grüner Wasserstoffanlagen in ganz Afrika unterzeichnet, darunter in Marokko, Mauretanien, Ägypten und Namibia – allesamt Länder, die versuchen, sich bis zum Ende des Jahrzehnts als wichtige Energielieferanten für Europa zu positionieren.
Im März genehmigte Marokko mehrere Projekte für grünen Wasserstoff im Umfang von rund 28 Milliarden Euro zur Herstellung von Ammoniak, Stahl und industriellem Wasserstoffkraftstoff und schlug eine 5600 Kilometer lange Pipeline vor, die elf westafrikanische Länder verbinden und den Kraftstoff über Spanien nach Europa liefern soll. Die USA, Spanien, Deutschland, die Vereinigten Arabischen Emirate, Saudi-Arabien und China haben in diesem Rahmen ebenfalls Vorschläge eingereicht. Voriges Jahr kündigte Marokko an, 300.000 Hektar für Energieprojekte bereitzustellen, die von erneuerbaren Energien und Elektrolyse bis zur Umwandlung von grünem Wasserstoff in Ammoniak, Methanol und synthetischen Kraftstoff reichen. Im Oktober unterzeichnete TotalEnergies mit der Regierung in der Hauptstadt Rabat ein Abkommen zur Entwicklung von grünem Wasserstoff, während Engie mit dem marokkanischen Phosphat- und Düngemittelriesen OCP ein Abkommen zur Herstellung von Ammoniak aus grünem Wasserstoff schloss.
Mauretanien war das erste Land der Welt, das ein Gesetz zur Regulierung der Entwicklung von grünem Wasserstoff verabschiedete, in der Hoffnung, Investitionen anzulocken. Die Regierung hat bereits mit der Produktion von zwei Großprojekten begonnen – „AMAN“ (mit einer Kapazität von 30 GW und Kosten von 35 Milliarden Euro) und das Projekt „Noor“ (mit einer Kapazität von 10 GW und Kosten von 3 Milliarden Euro). Die Initiativen werden von Energieriesen wie Total und durch Investitionen aus dem Nahen Osten unterstützt. Mauretanien verfügt über ausreichende Solar- und Windressourcen, um diese Projekte zu verwirklichen.
Es gibt auch Anzeichen dafür, dass Namibia damit beginnt, grünen Wasserstoff ernst zu nehmen. Das Land ist geprägt von riesigen Wüsten, in denen bereits Solarparks, Windturbinen und Wasserstoffanlagen stehen, und sieht sich selbst als künftiges Zentrum für grüne Energie. Deutschland hat in die namibische Industrie investiert, und die erste Anlage produziert 25 Megawatt Strom und treibt Elektrolyseure an, die das erste vollständig grüne Eisen herstellen. Die Regierung hat europäische Hauptstädte wie Berlin, Paris und Brüssel bereist, um weitere Investitionen zu sichern. Einige Regierungen haben sich zum Bau einer Anlage verpflichtet, die 10 bis 15 Millionen Tonnen Wasserstoff pro Jahr produzieren könnte.
Eine letzte Herausforderung ist die Nachfrage
Das Potenzial des grünen Wasserstoffs könnte jedoch durch mehrere Faktoren beeinträchtigt werden. Der erste und wichtigste Faktor sind die Kosten. Selbst auf den europäischen Märkten sind die Kosten für grünen Wasserstoff noch nicht wettbewerbsfähig. Zwar gehen einige Studien davon aus, dass grüner Wasserstoff bis zum Ende des Jahrzehnts um 18 Prozent billiger sein könnte als Erdgas, aber diese Vorhersagen sind wahrscheinlich zu optimistisch und beruhen auf Preissenkungen bei erneuerbaren Energien, Elektrolyseuren und anderen Geräten. Im Jahr 2023 lag der durchschnittliche Erdgaspreis für Nicht-Haushaltskunden bei 0,0624 Euro pro Kilowattstunde. Der Durchschnittspreis für grünen Wasserstoff lag etwa dreimal so hoch. Nach wie vor machen die Investitionen rund 60 Prozent der Produktion aus.
Der zweite Grund ist das Fehlen einer geeigneten Infrastruktur. Im Gegensatz zu konventionellen Kraftstoffen erfordert grüner Wasserstoff ein völlig neues Infrastruktur-Ökosystem für Transport, Speicherung und Endnutzung, von dem ein Großteil derzeit nicht in kommerziellem Maßstab existiert. Für Erdgas ausgelegte Pipelines müssen oft kostspielig nachgerüstet oder ausgetauscht werden, da Wasserstoff einzigartige chemische Eigenschaften hat und unter anderem dazu neigt, Stahl zu verspröden. In der Zwischenzeit ist die Speicherung begrenzt und teuer, insbesondere bei langfristiger oder großvolumiger Nutzung. Für die langfristige Speicherung können unterirdische Kavernen, Hochdrucktanks und Tieftemperaturverflüssigung erforderlich sein. Der Transport von Wasserstoff über große Entfernungen ist möglich, erfordert aber eine spezielle Infrastruktur oder die Umwandlung in Derivate wie Ammoniak, um wirtschaftlich zu sein. Auf der Nachfrageseite müssen Industrieanlagen, Kraftwerke und Schwerlastverkehrssysteme ebenfalls umgestaltet oder ersetzt werden, um die Nutzung von Wasserstoff zu ermöglichen.
Eine letzte Herausforderung ist die Nachfrage. In Spanien und Portugal zum Beispiel haben die Hersteller die Entwicklung neuer Anlagen zurückgefahren, obwohl sie über 400 Millionen Euro an Subventionen zur Verfügung haben. Spanien will bis 2030 ein 2.600 Kilometer langes Wasserstoffnetz bauen, das die Iberische Halbinsel mit Nordwesteuropa verbinden soll. Obwohl die Regierung davon ausgeht, dass ihr Teil des Projekts rechtzeitig fertiggestellt wird, wird es im übrigen Europa wahrscheinlich zu Verzögerungen kommen. Vor allem in Deutschland, dem führenden europäischen Verbraucher, steigt die Nachfrage – aber nicht schnell genug, um die Preise zu senken.
Das Tempo der Fortschritte ist zu langsam
Angesichts dieser Probleme werden die Fristen für eine umfassende Umstellung immer weiter verlängert. Es bestand die Hoffnung, dass die Einführung in größerem Maßstab bis zum Ende des Jahrzehnts erfolgen würde, um die Emissionsziele der EU für 2035 zu erreichen (auf dem Weg zum Null-Emissionsziel für 2050). In der Praxis bedeutet dies, dass sich Europa nicht so schnell von fossilen Brennstoffen lösen kann, wie es das gerne möchte – und in der Zwischenzeit weiterhin von Energieexporteuren wie Russland abhängig ist. Tatsächlich wird der langsame Übergang zu grünem Wasserstoff wahrscheinlich neue oder bestehende Abhängigkeiten von Erdgas- und Erdölimporten aus Staaten wie Aserbaidschan, Katar, Algerien und den Vereinigten Staaten verfestigen – ein Punkt, der durch das jüngste Handelsabkommen zwischen den USA und der EU veranschaulicht wird –, was auch die Fähigkeit Brüssels untergräbt, seine Klimaziele zu erreichen. Und solange es nicht gelingt, seine Lieferanten zu diversifizieren, wird es weiterhin anfällig für Störungen in der Lieferkette sein. In diesem Sinne ist der Übergang zu grüner Energie ebenso eine Facette der nationalen Sicherheit wie die Energiepräferenz.
Grüner Wasserstoff ist ein vielversprechendes Instrument für Dekarbonisierung, Energieunabhängigkeit und wirtschaftliche Chancen in ganz Europa und dem globalen Süden. Das Tempo der Fortschritte ist jedoch zu langsam, um kritische Klimaziele zu erreichen oder strategische Schwachstellen im Energiebereich zu verringern. Kosten, Infrastrukturlücken und unzureichende Nachfrage bremsen die Dynamik, während die geopolitischen Bedingungen den Übergang immer dringlicher machen. Um seine Wasserstoff-Vision am Leben zu erhalten, wird Europa wahrscheinlich weiterhin gezielte Subventionen gewähren, Infrastrukturinvestitionen beschleunigen und robuste Lieferketten mit zuverlässigen Partnern aufbauen. Ohne diese Maßnahmen bleibt der versprochene Kraftstoff der Zukunft jedenfalls unerreichbar.
