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MIT Technology Review Analyse

Klimaneutralität: Weniger Wasserstoff nötig als gedacht, laut Studie

Der künftige Wasserstoffbedarf wurde bisher offenbar überschätzt, so die Beratungsgesellschaft BloombergNEF. Trotzdem ist unklar, ob es genug Elektrolyseure geben wird.

3 Min.
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Der begehrte Wasserstoff. (Bild: Alexander Limbach / Shutterstock)

Um bis 2050 klimaneutral zu werden, ist offenbar weniger Wasserstoff nötig als bisher gedacht. Das geht aus dem aktuellen New Energy Outlook der Beratungsgesellschaft BloombergNEF (BNEF) hervor. Der letzte Ausblick von Ende 2022 rechnete noch mit einem Jahresbedarf von mehr als 500 Millionen Tonnen weltweit. Jetzt hat die BNEF ihre Schätzung auf 390 Millionen Tonnen reduziert. Das ist zwar immer noch das Vierfache der gesamten derzeitigen Wasserstoffproduktion, die fast ausschließlich durch fossile Brennstoffe gedeckt wird, aber immerhin gut ein Fünftel weniger als die bisherige Prognose.

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Die Ursache: Ganze Verbrauchssegmente sind aus der Modellrechnung herausgefallen. Die Nutzung von Wasserstoff für Hausheizungen etwa erscheint den Autoren offenbar so unwahrscheinlich, dass sie dieses Szenario nicht länger berücksichtigen. Das gilt auch für Wasserstoffzüge, weil sich die direkte Elektrifizierung „zunehmend als klarer Gewinner“ herausstelle. Der größte Teil des Wasserstoffs werde 2050, so die BNEF, in die Stahlproduktion fließen.

3,8 Terawatt an Elektrolyseurkapazität nötig

Um den nötigen Wasserstoff auf klimaneutrale Weise herzustellen, sind nach Berechnung der BNEF rund 3,8 Terawatt an Elektrolyseurkapazität nötig – und etwa ein Fünftel der gesamten für 2050 veranschlagten Stromproduktion.

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Solche Zahlen sind allerdings bewegliche Ziele, da sie von kaum überschaubaren Einflussfaktoren abhängen – zum Beispiel von staatlicher Unterstützung. Entsprechend widersprüchlich sind die Einschätzungen, welche Teile der Wasserstoffwirtschaft sich als Flaschenhals erweisen könnten.

2022 warnte eine Studie der Stiftung Wissenschaft und Politik (SWP) etwa davor, dass die weltweite Elektrolyseurproduktion nicht einmal für Europa ausreichen würde. Für 2030 rechnet die EU-Kommission mit einem Bedarf von 20 Millionen Tonnen grünen Wasserstoff – die eine Hälfte als Import, die andere Hälfte aus heimischer Produktion. Allein für letzteres seien 120 Gigawatt (GW) an Elektrolyseuren nötig. „Die in der EU installierte Kapazität lag 2021 aber gerade einmal bei 0,135 GW und die weltweite Manufakturkapazität betrug 2020 nur etwa 2 GW pro Jahr“, heißt es in der Studie. „Bereits bis 2030 sind zwar 118 GW Elektrolysekapazität in der EU angekündigt, finale Investitionsentscheidungen stehen allerdings meist noch aus.“

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Das Pikante daran: Wenn weltweit nicht genug Elektrolyseure hergestellt werden können, hilft auch der Import von Wasserstoff nicht weiter – potenzielle Lieferländer müssen ihre Elektrolyseure schließlich auch irgendwoher beziehen.

Prognosen für Elektrolyseure

Wie dynamisch sich das Feld entwickelt, zeigt eine aktuelle Prognose ebenfalls der BNEF. Derzeit sieht die Beratungsgesellschaft sogar eine Überkapazität bei Elektrolyseuren. Sie beziffert die weltweite Herstellungskapazität Ende 2023 auf knapp 32 Gigawatt – also 16-mal so viel wie in der SWP-Studie und mehr als 17-mal so viel wie 2023 tatsächlich an Elektrolyseuren ausgeliefert wurde. Bis 2025 haben die Hersteller zudem angekündigt, ihre Kapazität auf 75 Gigawatt auszuweiten. Die Ursache laut BNEF: Viele Entwickler von Wasserstoffprojekten haben nicht die erwarteten großen Aufträge platziert, weil die Subventionen in den USA und der EU nicht so schnell flossen wie versprochen.

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Den Widerspruch zwischen beiden Befunden löst Dawud Ansari, Mitautor der SWP-Studie, so auf: „Elektrolyseure würden sich zum Flaschenhals entwickeln, sollten globale Pläne zum Wasserstoff eingehalten werden (etwa die EU-Ziele für 2030, welche die Prämisse unserer Studie darstellen)“, schreibt er in einer E-Mail an MIT Technology Review. „Da die derzeit realisierten Projekte nur einen Bruchteil dieser Ziele erfüllen, hat sich – bis dato – kein Engpass ergeben.“

Die Folgen: Fast alle Hersteller von Elektrolyseuren schreiben laut BNEF Verluste. Damit nicht genug der Widersprüche: Bei so viel Überkapazität sollte man erwarten, dass die Preise fallen. Tatsächlich aber passiert das Gegenteil. „Die Kosten für die Herstellung und Installation von Elektrolyseuren sind in China, den USA und Europa im Vergleich zum Vorjahr um mehr als 50 Prozent gestiegen“, schreibt Hydrogeninsight mit Berufung auf die BNEF. Ursache seien, neben der Inflation, verzögerte staatliche Zuschüsse und Großprojekte. Deshalb konnten die Hersteller auch keine Skaleneffekte durch Ausweitung ihrer Massenproduktion realisieren.

Trotz der auf den ersten Blick ausreichenden Kapazität an Elektrolyseuren ist ein weiterer Flaschenhals absehbar – zumindest aus westlicher Sicht: 68 Prozent der Herstellungskapazität sitzt in China. Das schafft neue politische Abhängigkeiten. Und es spricht wenig dafür, dass sich diese Abhängigkeit künftig reduzieren wird. Derzeit kosten Elektrolyseure aus China im Schnitt 600 US-Dollar pro Kilowatt, solche aus den USA oder Europa aber rund 2.500 Dollar. Diese riesige Preislücke habe sich seit den früheren Reports nicht verkleinert, so die BNEF.

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