Frohes neues Jahr an alle Leser! Es ist jetzt an der Zeit, nach vorne zu blicken und die Erstellung des Wärmeplanes und weitere konkrete Transformationsmaßnahmen zu begleiten. Zuvor bin ich aber noch die im letzten Blog versprochene Analyse zur Wasserstoffproduktion im Ausland schuldig.
Wasserstoff spielt in der Klimadebatte in Krefeld immer wieder eine große Rolle. Auf der Ratssitzung am 12.12.2023 wurde ein Antrag der Ratsfraktion der Linken und von Ratsfrau Althoff, das „Wasserstoff-Szenario“ aus dem Gutachten „KrefeldKlimaNeutral 2035“ zu streichen, abgelehnt. Ein zu dieser Sitzung vorgelegtes Positionspapier der SWK schätzte den Anteil von Wasserstoff an der zukünftigen Wärmeversorgung von Krefeld auf bis zu 20% der Haushalte. Da Schätzungen zufolge maximal die Hälfte des in Zukunft benötigten „grünen“ Wasserstoffes in Deutschland selbst produziert werden kann (viele rechnen lediglich mit 20-30%), richten sich alle Hoffnungen auf das Ausland. Deshalb soll in diesem Blog analysiert werden, ob diese Hoffnung Aussichten auf Erfüllung hat.
Rasante Hochläufe von Technologien hat die Welt schon öfters erlebt: Z.B. ersetzten motorisierte Fahrzeuge nach der vorletzten Jahrhundertwende die Pferdkutsche in einem Jahrzehnt. Ähnlich schnell lief die Verbreitung der Smart-Phones knapp hundert Jahre später. Insofern sind Prognosen immer unsicher. Einige Anhaltspunkte sollen aber zusammengetragen werden.
Südeuropa: Im Süden Europas ist die Sonneneinstrahlung deutlich höher als in Deutschland. Deshalb werden oft Spanien und Frankreich als Herkunftsländer für grünen Wasserstoff genannt. Studien belegen aber, dass das sonnige Südeuropa, speziell das zusätzlich windreiche Spanien und Frankreich ausscheiden, da sie, bei den möglich erscheinenden Ausbauraten der Stromerzeugung, den bei ihnen erzeugten Wasserstoff selbst verbrauchen werden (z.B. https://www.fh-erfurt.de/fileadmin/Dokumente/GTI/Dokumente_GE/ forschung/lenz/fp-2023-08-21-wasserstoffnachfrage-bis-2050-web.pdf ).
Norwegen: Ähnlich nah liegt Norwegen. Dort gibt es zwar weniger Sonne aber Wind und viel Wasserkraft. Norwegen ist bereits zu über 90% regenerativ energieversorgt. Norwegen bietet Deutschland Wasserstoff an. Wirtschaftsminister Habeck hat eine Absichtserklärung über die Abnahme von 50 TWh jährlich ab 2030 unterschrieben. Er soll zunächst aus Erdgas gewonnen werden. Das freiwerdende CO2 soll zunehmend abgefangen und eingelagert werden, später Umstellung auf Elektrolyse und damit „grüne“ Produktion. Im Verlauf soll die Menge bis auf 150 TWh gesteigert werden, was immerhin einen nennenswerten Anteil unseres Bedarfes darstellen würde (je nach Schätzung sind dies minimal 240 TWh, maximal 800 TWh bis 2050). Aber ein bisschen kaufen wir die Katze im Sack: Der Deal mit dem blauen Wasserstoff wird z.T. sehr kritisch beurteilt (Methanlecks, CO2-Lecks, Energiebilanz: kurz z.B. in https://energiewinde.orsted.de/energiepolitik/blauer-wasserstoff-norwegen-pipeline-kritik-klimabilanz ). Und wird er grün? Aktuell prahlt Norwegen, dass die „größte skandinavische“ Produktionsanlage für grünen Wasserstoff bei Alesund entstünde, die im Endausbau 40.000 Tonnen pro Jahr produzieren soll, was 1,6 TWh entsprechen würde. Es bleibt also noch ein weiter Weg bis 50 TWh oder gar 150 TWh. Auch in Norwegen müssen halt die Produktionsanlagen (Wind, Wasser) erst gebaut werden. Auch wird nicht alles nur für Deutschland sein und Pipelines müssten auch noch gebaut werden.
Nordafrika: Schon kurz nach der Jahrtausendwende wurde das Desertec-Projekt gestartet. Grundidee war, dass unter ein Prozent der Wüstenfläche Nordafrikas ausreichen würde, um mittels Sonnenenergie einen Großteil des Strombedarfes Europas zu produzieren. Hinzu käme Windenergie von der Atlantikküste. Viele Studien wurden durchgeführt. Es gab verschiedene (Industrie-)Zusammenschlüsse, die das Projekt voranbringen wollten, die aber immer wieder zerfielen. Verschiedene lokale Initiativen und internationale Verträge bestehen fort. Wirklich abgehoben hat das Projekt nie.
Wie schon im NABU-Blog 11 erwähnt, sah bereits die von 2018 bis 2022 erstellte große MENA-Fuels-Studie von DLR, IZES und Wuppertal Institut zu Wasserstoffimport aus den nordafrikanischen Staaten viele Hindernisse (Zusammenfassung: https://wupperinst.org/fa/redaktion/downloads/projects/ MENA-Fuels_Synthesebericht_Zusammenfassung_de.pdf ). Obwohl auch die MENA-Staaten ihren Energieverbrauch bis 2050 verdoppeln würden, sei das theoretische Angebot an grüner Energie ausreichend. Problem sei aber das Investitionsumfeld. Dessen Unsicherheit führe zu hohen Kapitalkosten und damit Kosten der Endprodukte. Außerdem seien die erforderlichen Ausbaudimensionen nicht einmal ansatzweise in den Zukunftsplänen der Länder enthalten und würden noch viel politische Vorarbeit erfordern, um die Umsetzung konfliktfrei durchführen zu können. Schließlich bleiben in allen nordafrikanischen Ländern politische Unsicherheiten (Stichwort „Arabischer Frühling“). Vor einigen Monaten stoppte die Verschlechterung der bilateralen Beziehungen zu Marokko vorübergehend alle Projekte. West-Sahara wirft Marokko zudem anhaltend „Kolonisation“ mit Solar- und Windkraftprojekten vor. Leider gibt es auch bei bestehenden Bergbauprojekten teilweise erschreckende Defizite der sozialen und ökologischen Verträglichkeit. Erste Schritte nach vorne gibt es aber auch: Im September 2023 wurde vom ehemaligen NABU-Präsidenten Jochen Flasbarth (jetzt Staatsekretär im BMZ) mit Marokko ein Pilotprojekt der Wasserstofferzeugung vereinbart: Innerhalb von zwei Jahren soll ein Ertrag von 10.000 Tonnen Wasserstoff pro Jahr erreicht werden. Das ist immerhin ein Tausendstel der in Deutschland 2050 benötigten Gesamtmenge. Allerdings wird ein Teil lokal benötigt werden und andere Länder haben ebenfalls Interesse.
Naher Osten: Im Gegensatz zu Nordafrika ist hier reichlich Investitionskraft lokal vorhanden. Die Vereinigten Arabischen Emirate (UAE) haben mit Masdar auch ein Industrieprojekt, welches sich den Ausbau von regenerativer Stromerzeugung in ganz Afrika auf die Fahnen geschrieben hat. Beträchtliche Erzeugungskapazitäten sind auch für Wasserstoff in Planung. Fast täglich kündigen die UAE neue Projekte weltweit an. In den UAE selbst sind Projekte in Höhe von 7 Mrd. USD in Planung (u.a. mit Uniper) und sollen in den nächsten Jahren begonnen werden. Saudi-Arabien hat noch größere Pläne (z.B. im Rahmen des Zukunftsprojektes Neom). Es will bis 2035 2,9 Millionen Tonnen (113 TWh) Wasserstoff pro Jahr erzeugen. Und Saudi-Arabien beginnt tatsächlich zu bauen (auch auf Google-Maps zu sehen - und vertreibt dazu gewaltsam einige Beduinendörfer). Elektrolyseure sind bei Thyssen-Nucera bestellt, allerdings zunächst in kleineren Mengen – aber ausbaufähig (z.B. https://www.deutschland.de/de/topic/umwelt/gruener-wasserstoff-aus-neom-in-saudi-arabien ) – vorausgesetzt auch Thyssen fährt die Produktion rasch genug hoch. 2026 sollen zunächst einmal 650 Tonnen (0,025 TWh) H2 pro Jahr entstehen – es ist also viel Luft nach oben. Der Oman hat auch ehrgeizige Pläne: Bis 2050 will er 8 Millionen Tonnen (312 TWh) Wasserstoff jährlich erzeugen. Das würde ausreichen, um den deutschen Bedarf weitgehend zu decken. Allerdings wird sich die ganze Welt auf den Ertrag stürzen. Ob es dann für uns reicht? Alle arabischen Länder haben aber auch selbst einen hohen Energieverbrauch (pro Kopf deutlich höher als in Deutschland). Wenn sie diesen dekarbonisieren wollen, werden sie auch selbst einen beträchtlichen Teil ihrer Produktion benötigen – oder sie verbrennen für sich selbst weiter Öl, was global-ökologisch kein Vorteil wäre.
Subsahara-Afrika: Die afrikanischen Staaten südlich der Sahara haben zwar, nach Nordafrika und dem Nahen Osten, das höchste theoretische Potential für Wasserstoffproduktion. Dafür sind die Probleme auch deutlich größer. Meist hat ein Großteil der Bevölkerung noch nicht einmal einen eigenen Netzanschluss. Zudem sind die Anteile regenerativen Stromes im Netz für viele Staaten minimal (Niger z.B. Anschlussquote von 17%, regenerativer Strom 1% - das gilt aber nicht generell, Kenia hat prozentual mehr grünen Strom als wir). Das notwendige Wasser ist teilweise rar. Zudem gibt es mehr Armut und wenig ausgebildete Bevölkerung. Es muss also bei Großprojekten ausgesprochen behutsam vorgegangen werden, um nicht Ungleichgewichte und damit Widerstand hervorzurufen bzw. im schlimmsten Fall „neokoloniale“ Zustände. Im Niger zerschellten deutsche Wasserstoffträume am Putsch. Im Senegal gibt es Konkurrenz zu einer Elite, die lieber Öl und Gas erschließen würde. Namibia war eines der Länder, wo aus Deutschland viel Hoffnung bestand, ein großes Projekt zu starten. Es gab aber aus verschiedenen Gründen Probleme. Unter anderem fürchtete man soziale Benachteiligung für die ärmere Bevölkerung, wenn so viele Facharbeiter im Bereich des Projektes konzentriert würden. Es werden jetzt zunächst mehrere kleinere Projekte beworben. Manche Studien schließen fairen Import von Wasserstoff aus Afrika auf Jahrzehnte aus (z.B. https://arepoconsult.com/wp-content/uploads/2022/04/Studie_Fair_Hydrogen.pdf ).
Australien: Hier gibt es hunderte Wasserstoffprojekte (eindrucksvoll aufbereitet bei https://research.csiro.au/hyresource/ ). Entsprechend groß ist der internationale Optimismus. Allerdings sehen nur einige der Projekte auch den Export vor. Denn auch Australien dürfte zunächst seine eigene grüne Energieversorgung sicherstellen müssen (derzeit 30%) und dann exportieren. Zudem sind die Verträge mit Australien z.T. mit Japan und Südkorea zusammen gemacht worden. Diese liegen aber bedeutend näher und benötigen ebenfalls sehr viel Wasserstoff. Wird noch genug bei uns ankommen? – Auch weil Wasserstoff ja aus jedem Transportgefäß verdampft. Man wird eher Ammoniak transportieren müssen, das dann aber hier erst aufbereitet werden müsste. Es ist noch ungeklärt, wer für das „Cracken“ hier aufkommen muss. Streckenmäßig liegt Asien eindeutig näher – und viele Projekte Australiens sprechen auch vorrangig von „Märkten in Asien“. Wenn man die Projektgebiete Australiens auf Google-Maps aufsucht, findet man kaum Zeichen eines Baubeginns. Vieles ist noch nicht beschlossene und erst recht nicht finanzierte Sache. Das größte australische Projekt (AREH) wurde 2021 zunächst gestoppt, da Meeresbiotope beeinträchtigt würden (durch Meerwasserentsalzung für den hohen Wasserbedarf), 2023 aber genehmigt. Schließlich fehlen in Australien – so wie hier – auch die Fachkräfte, die Riesenprojekte umzusetzen. Es ist durchaus ein Ziel für Australien, über die Projekte Fachkräfte ins Land zu holen. Leider brauchen wir unsere hier selbst.
Sonstige Sonnen- und Windländer: Weitere Staaten deutscher Wasserstoffbegehrlichkeiten sind Kanada, Chile, Argentinien, Brasilien und Kasachstan. Kanada wollte aber mit Deutschland zunächst keinen Vertrag machen, obwohl zwei Projekte in Ostkanada sehr weit gediehen sind – vielleicht ein Indiz, dass die Länder zunächst ihre eigenen Planungen machen wollen, bevor sie Exportwünschen nachgeben? Planungen gibt es auch in Indien und China (riesige Projekte in der inneren Mongolei und massives Hochfahren der Produktion von Elektrolyseuren, die ein Drittel der europäischen kosten) – wobei beide vorwiegend an den eigenen Bedarf denken. Eine Einzelanalyse aller Staaten würde hier aber zu weit führen.
Viele Hindernisse und Unsicherheiten
Es ist aber erkennbar, dass es noch viele Hindernisse auf dem Weg bis zur weltweiten Vollproduktion geben wird. Es geht auch anderswo meist nicht schneller als in Deutschland. Es gibt Widerstände, die hohen Zinsen drücken uva.. Unsichere Rahmenbedingungen treiben die Kapitalkosten (Kreditabsicherung etc.). Feste Verträge über Abnahmemengen fehlen. Die Politik in den Abnahmeländern hat sich noch gar nicht auf Strategien und damit stabile Zusagen geeinigt. Für dem "Umweg" über Wasserstoff muss sehr viel zusätzliche "grüne Energie" zugebaut werden - dazu müssen Rohstoffe, Produktion und Arbeitskräfte vorhanden sein. Zudem müssen auch die Elektrolyseure produziert werden, was einen extremen Hochlauf bedeutet, der bis 2035 wohl kaum flächendeckend zu schaffen ist. Bislang gibt es nur kleine Projekte und Einzelmontage von Großelektrolyseuren (eine erste kleine Serienproduktionsanlage in Deutschland ist von Thyssen in Berlin geplant). Gerade hat BASF in Ludwigshafen eine Förderzusage von 124,3 Mio. Euro für einen PEM-Elektrolyseur von 54 MW zur Wasserstoffproduktion bekommen. Es soll der „größte seiner Art“ in Deutschland sein. Er ist noch nicht gebaut. Die ca. 500fache Elektrolyse-Leistung wird allein in Deutschland benötigt. Das Upscaling hat aber noch kaum Fahrt aufgenommen. Viele Flaschenhälse! Die Internationale Energieagentur (IEA) schätzt, dass von allen angekündigten Projekten nur 7% der Leistung 2030 wirklich in Betrieb gegangen sein wird.
Der Transport ist zudem ein Kernproblem
Wasserstoff ist extrem flüchtig und, als Gas, sehr raumgreifend. Verflüssigung fräße viel Energie. Viele halten deshalb lediglich den Transport durch Pipelines für wirtschaftlich darstellbar. Das jedoch schlösse viele Länder aus. Zudem müssten die Pipelines – aber auch die Transportschiffe – erst noch gebaut werden, was nur mit „Deutschlandtempo“ schnell geht.
Alternativen zur Pipeline ist die Weiterverarbeitung zu stabileren Produkten im Herkunftsland, z.B. zu Ammoniak, Methan, Synfuels. Dazu besteht aber noch keine Einigkeit. Diese müsste bestehen, um die Transportinfrastruktur investitionsfähig zu machen. Wer wird z.B. in Deutschland für das „Cracking“ von Ammoniak zuständig sein? Für ein Crackingprojekt machen gerade EON, Iqony, Bayer und Westenergy erste Pläne in Bergkamen – wann sie wohl umgesetzt werden?
Vielleicht aber werden sich Wirtschaftsunternehmen und viele der genannten Staaten mit Aufbau der Infrastruktur denken: Warum denn die energieintensiven Industrien nicht direkt neben den Energieproduktionsanlagen ansiedeln? Der Island-Effekt würde sich weltweit wiederholen (die geothermale Energie zog z.B. Aluminiumfirmen nach Island). Unter dem Gesichtspunkt der lokalen Wertschöpfung wäre das im Interesse der Produktionsländer. Die Industrie insgesamt würde durch billigere Produktion auch gewinnen. Nur wir in Deutschland würden in die (leere Pipeline-)Röhre gucken.