Ein Forscherteam, das am Projekt „HYPAT“ arbeitet, hat einen globalen Wasserstoff-Potenzialatlas erstellt. Mögliche Importländer sollen damit identifiziert werden.

 

Deutschland wird in Zukunft große Mengen an grünem Wasserstoff und wasserstoffbasierten Produkten importieren müssen, um seinen Energiebedarf zu decken. Mögliche Partnerländer für den Import sowie Handelsvolumina, Produktions- und Transportkosten für die Jahre 2030 und 2050 haben Forschende erarbeitet. 

Ziel der Analyse war es den Angaben nach, nachhaltige Standorte für eine globale Wasserstoffwirtschaft zu bewerten und strategische Kooperationen für Deutschland vorzuschlagen. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE führte hierzu technische und ökonomische Analysen potenzieller Exportländer durch. Dabei untersuchten die Wissenschaftler Importoptionen aus Brasilien, Marokko, Kanada, der Ukraine und den Vereinigten Arabischen Emiraten. Die Analysen berücksichtigten die Energiebedarfe und Klimaziele der Partnerländer sowie spezifische Nachhaltigkeitskriterien für eine umweltfreundliche Wasserstoffproduktion.

Zentraler Bestandteil des Projekts war die Simulation von Importwegen für verschiedene Power-to-X-Produkte, darunter Flüssigwasserstoff, Ammoniak und Methanol. Mit dem Simulationstool „H2ProSim“ berechnete das Team, welche Kosten für Produktion, Transport und Speicherung anfallen. Zwei Drittel bis drei Viertel der Gesamtkosten entfallen dabei auf die Wasserstoffproduktion selbst.

Die Studie zeigt, dass die Importkosten je nach Szenario und Land im Jahr 2030 zwischen 3,50 und 6,50 Euro pro Kilogramm Wasserstoff liegen könnten. Bis ins Jahr 2050 könnten die Kosten auf 2 bis 4,50 Euro sinken. Während der Schiffstransport größere Flexibilität bietet, könnte der Pipeline-Transport strategische Partnerschaften fördern. Die Forschenden merken jedoch an, dass Letzteres das Risiko von Abhängigkeiten birgt, die vermieden werden sollen.

Chancen für Exportländer 
Langfristig könnte Flüssigwasserstoff die kostengünstigste Option für den reinen Wasserstofftransport sein, obwohl diese Technologie noch nicht marktreif ist. Ammoniak gilt hingegen als kurzfristig realisierbare Lösung, da es einfacher zu produzieren und zu transportieren ist. Methanol bietet zusätzliche Optionen. Die Autoren empfehlen, sowohl den Ausbau der Ammoniak-Produktion als auch die Weiterentwicklung von Flüssigwasserstoff-Technologien voranzutreiben.

Das Fraunhofer ISE und seine Partner untersuchten auch die Auswirkungen des Wasserstoffexports auf die Entwicklung der Exportländer. Dazu gehören positive Effekte wie lokale Wertschöpfung, die Schaffung von Arbeitsplätzen und niedrigere Strompreise durch den Ausbau erneuerbarer Energien. Gleichzeitig warnen die Studienautoren vor potenziellen Risiken, wenn die Exportvolumina das verfügbare erneuerbare Energiepotenzial übersteigen. Dies könnte zu steigenden Strompreisen im Exportland führen.

Um solche Probleme zu vermeiden, sollten mögliche Exportgrenzen frühzeitig definiert und die lokale Energiewende in den Partnerländern gefördert werden. Länder, die ihre eigene Energie- und Industrieproduktion schnell defossilisieren können, sollten bei Kooperationen bevorzugt werden.

Nachhaltige Wasserversorgung als Voraussetzung

Die Produktion von grünem Wasserstoff benötigt laut der Studie erhebliche Mengen an Frischwasser: 15 bis 20 Kilogramm Wasser werden für ein Kilogramm Wasserstoff benötigt. In Regionen mit Wasserknappheit müssen daher Lösungen wie Meerwasserentsalzung oder Wassertransport per Pipeline berücksichtigt werden.

Am Beispiel Marokkos analysierte das Fraunhofer ISE die Wasserkosten und kombinierte Geodaten mit Informationen zu Wasseraufbereitungstechnologien. Das Ergebnis: Die Kosten variieren je nach Standort zwischen 0,012 und 0,245 Euro pro Kilogramm Wasserstoff. Im Vergleich zu anderen Faktoren der Wertschöpfungskette seien diese Kosten gering, müssen jedoch in nachhaltige Projekte integriert werden.

​Das Akronym „HYPAT“ steht für „H2-Potenzialatlas“. Das Projekt wurde durch das Bundesforschungsministerium gefördert. Die 93-seitige Studie „H2 Potential − HYPAT Abschlussbeicht“  steht im Internet zum Download bereit.