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Eine Studie zeigt, dass die Produktion von grünem Elektrolyse-Wasserstoff in Europa noch lange teuer bleibt und zukünftig erst ab 2030 in ersten europäischen Ländern für rund 3 Euro/kg möglich ist. In Deutschland werden diese Herstellungskosten erst Mitte der 2030er-Jahre erwartet.
Aurora Energy Research hat die Kosten für die Herstellung von Wasserstoff aus Elektrolyseuren über vier verschiedene Geschäftsmodelle für acht europäische Länder analysiert. Zentrales Ergebnis: Grüner Wasserstoff kann im Jahr 2030 in einigen Ländern Europas für rund 3 Euro/kg (9 Ct/kWhHi) produziert werden und erreicht damit Kostenparität mit blauem Wasserstoff, der aus Erdgas mit Speicherung des dabei freigesetzten Kohlendioxids CO2 hergestellt wird. (Anmerkung: eine 100%ige Abscheidung des Kohlenstoffs gilt heute als wirtschaftlich unrealistisch.)
Damit liegen die Herstellungskosten von Wasserstoff-Energie auf Elektroseure Basis noch deutlich über den 2 Euro, die viele frühere Studien prognostizierten und die entscheidend sind in Bezug auf die Energiewende und Konkurrenzfähigkeit mit grauem Wasserstoff, bei dessen Herstellung aus fossilen Rohstoffen das Kohlendioxid CO2 nicht aufgefangen wird. Derzeit wird global nahezu der gesamte absichtlich hergestellte Wasserstoff als grauer Wasserstoff produziert (Grüner, blauer, türkiser Wasserstoff…: Die H2-Farbpalette).
Exkurs: Für einen Haushaltskunden sind die reinen Herstellungskosten von Wasserstoff am ehesten auf Basis des Grenzübergangspreises von Erdgas vergleichbar. Dieser betrug bei der letzten Meldung des BAFA für Dezember 2021 rund 5,32 Ct/kWh. Im Dezember 2020, vor dem deutlichen Anstieg der Gaspreise) lag er bei rund 1,53 Ct/kWh. Über Gewinnmargen, Gebühren, Umlagen und Steuern kostete Erdgas Verbraucher bei einer Strom Abnahme von 20 000 kWh/a im Jahr 2020 rund 5,97 Ct/kWh (also vor dem Start der CO2-Bepreisung).
Für Januar 2022 weist die BDEW-Gaspreisanalyse für den Musterhaushalt einen Gaspreis von 12,21 Ct/kWh aus. Diese Preisangaben bezieht sich allerdings auf den Brennwert, bezogen auf den oben beim Wasserstoff verwendeten Heizwert liegt der Erdgaspreis dann im Januar 2022 bei etwa 13,43 Ct/kWh. Damit ist noch nicht der Preis erreicht, der sich für Wasserstoff bei 3 Euro/kgH2 auf dem Weg bis zum Haushaltskunden ergeben würde. Die aktuellen Diskussionen zu den Energiepreisen zeigen jedoch, dass bei Endverbrauchern dafür kaum eine Akzeptanz zu erzielen wäre.
Hohe Wasserstoff Herstellungskosten in Deutschland
Ein Vergleich verschiedener Geschäftsmodelle zeigt, dass die optimale Lösung von Land zu Land und sogar von Region zu Region unterschiedlich ist. Die kostengünstigste Produktion von grünem Wasserstoff in Europa wird in Ländern wie Norwegen, Spanien und Großbritannien erreicht, indem ein Elektrolyseur direkt vor Ort an Windkraft- und Photovoltaik-Anlagen gekoppelt wird. Das ideale Geschäftsmodell besteht darin, durch flexible Anpassung an die jeweilige Wind- und Solarstromerzeugung die Auslastung zu optimieren.
Deutschland gehört unter den betrachteten Ländern zu denen mit den höchsten Produktionskosten für Elektrolyse-Wasserstoff. Am günstigsten sind hierzulande netzgekoppelte Wasserstoff-Elektrolyseure, die flexibel betrieben werden und so ihre Produktion optimieren, um Zeiten hoher Stromkosten zu vermeiden und die Betriebskosten zu senken. Durch hohe Anschluss- und Netzgebühren erreicht dieser Wasserstoff in Deutschland erst Mitte der 2030er-Jahre die Kostenparität mit blauem Wasserstoff.
2 Euro/kg mit sehr optimistischen Kostenannahmen machbar
Aurora Energy Research hat auch modelliert, was zum Erreichen von Wasserstoffproduktionskosten von 2 Euro/kg nötig wäre: Bei einer Elektrolyseur-Auslastung von 50 % bräuchte es dafür durchschnittliche Stromkosten von 10 Euro/MWh (1 Ct/kWh) – die Annahme so niedriger Stromkosten ist jedoch in den kommenden Jahren unrealistisch. Somit braucht es in den 2020er-Jahren gezielte Unterstützung durch die Regierungen, um den Aufbau einer grünen Wasserstoffwirtschaft zu fördern und die Kosten zu senken.
Was das für den Wärmemarkt bedeutet
Vorherige Studien legen nahe, dass es weltweit (nahezu) keine Regionen gibt, die unter Berücksichtigung der Transportkosten grünen Wasserstoff deutlich günstiger als in Europa hergestellten Wasserstoff bereitstellen können.
Weiterhin ist noch gar nicht absehbar ist, in welchem Umfang in den nächsten Jahren global nachhaltige Produktionskapazitäten aufgebaut werden und in welchem Umfang sie als gesicherten Beitrag für die Energieversorgung einzelner Länder angerechnet werden können. Die Produktionskosten in Europa sind deshalb in größerem Umfang eine Entscheidungsgrundlage für Politik und Wirtschaft.
Das schließt zwar grundsätzlich noch keine potenzielle Anwendung von Wasserstoff in den nächsten Jahren aus, bedeutet aber, dass mit dem verfügbaren Wasserstoff ökologisch und ökonomisch eine möglichst optimale Wirkung erzielt werden muss.
Da im Wärmemarkt mit der elektrischen Wärmepumpe eine in fast allen Belangen bessere Technik bereits zur Verfügung steht und im Gebäudesektor ein zeitlicher Aufschub der Dekarbonisierung schon aufgrund internationaler Verpflichtungen nicht möglich ist, ist ein breiter Einsatz von Wasserstoff-Heizungen unrealistisch. Eine andere Studie hat jüngst die Rolle der Wärmepumpe in einem Stromsystem mit 100 % erneuerbaren Energien gegenüber einem Szenario, bei dem auch Wasserstoff-Heizungen eingesetzte werden, untersucht und kommt zu einem eindeutigen Ergebnis: Nur Wärmepumpen ist effizienter. ■
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