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ESG

Wasserstoff spielt bislang in der Wirtschaft nur eine Nischenrolle. Doch nun entdeckt die Energiewirtschaft das Gas als Speichertechnologie für sauberen Strom – Wasserstoff könnte so zum Schlüssel zur Energiewende werden. Die EU hat Großes vor, die ersten Unternehmen fahren ihre Investitionen hoch.

Als der Zeppelin LZ 129 alias „Hindenburg“ am 6. Mai 1937 bei der Landung in Lakehurst im US-Staat New Jersey in Flammen aufging, starben 35 der 97 Menschen an Bord. Der 245 Meter lange Zeppelin war mit 200.000 Kubikmetern Wasserstoff gefüllt. Beim Landeanflug ging das hochentzündliche Gas in Flammen auf, die Unglücksursache ist bis heute nicht eindeutig geklärt. Die zuvor weit verbreiteten Giganten der Lüfte verschwanden vom Himmel, und mit ihnen verschwand auch der Wasserstoff aus der Wahrnehmung der breiten Öffentlichkeit.

Gut 80 Jahre später erlebt Wasserstoff nun eine Renaissance – und das Gas hat das Potenzial, einen neuen technologischen Megatrend zu befeuern: Es könnte nämlich eines der größten Probleme der Energiewende lösen. In der Natur kommt Wasserstoff nur in gebundener Form vor, ist Bestandteil von Wasser und nahezu sämtlichen organischen Verbindungen. Es lässt sich also nicht wie fossiles Gas in Reinform aus der Erde fördern und verfeuern. Aber man kann es mit Hilfe von Strom künstlich herstellen – und dann später bei Bedarf sauber und abgasfrei verbrennen, wodurch die eingetragene Energie wieder freigesetzt wird.

Stammt der Strom aus regenerativen Energien, funktioniert das Ganze praktisch klimaneutral. Im Gegensatz zu Strom lässt sich Wasserstoff nämlich problemlos und verlustfrei in großen Mengen speichern. Wasserstoff ist also keine neue Primärenergie, sondern vor allem ein Speichermedium. Das Gas könnte insofern die ideale Ergänzung zu erneuerbaren Energien werden – und bei der Umstellung auf regenerative Stromquellen dafür sorgen, dass Privathaushalte, Mobilitätssektor und Industrie auch dann genug Energie bekommen, wenn gerade weder die Sonne scheint noch Wind weht.

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Großes Wachstumspotenzial

Dazu braucht es freilich eine entsprechende Infrastruktur. Sie zu errichten ist eines der Ziele, die die EU-Kommission vor wenigen Wochen mit ihrer Wasserstoffstrategie für ein klimaneutrales Europa vorgestellt hat.1 Wasserstoff soll in Europa im großen Stil als Speichermedium für Strom aus erneuerbaren Energien nutzbar werden und so auch für jene Bereiche klimaneutrale Energie herstellen, für die sich Strom nicht sonderlich gut eignet. Dazu zählen beispielsweise Schwerlast- und Langstreckenverkehre sowie Schiffe im Mobilitätssektor, die Wärmeversorgung von Haushalten und Prozesswärme für die Industrie. Zusammengenommen ein gigantisch großer Sektor, der völlig neu zu erschließen ist: Bis zum Jahr 2050 soll Wasserstoff den Plänen zufolge rund 14 Prozent an der gesamten europäischen Energieversorgung ausmachen.

 

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Die EU will mit ihrer Strategie die Rahmenbedingungen schaffen, um die Infrastruktur für die Produktion und den Transport von Wasserstoff aufzubauen. Ab dem Jahr 2030 sollen die Kapazitäten dann kontinuierlich steigen. Will die EU ihre Ziele erreichen, müsste der europäische Wasserstoffmarkt in den folgenden Jahren bis 2050 um acht Prozent jährlich wachsen. Mitte des Jahrhunderts könnte dann ein Viertel der erneuerbaren Energie in Europa in die Erzeugung von klimaneutralem Wasserstoff fließen.

Länder wie Spanien, Deutschland und Italien haben parallel dazu damit begonnen, Wasserstoff ebenfalls in ihre strategischen Planungen zur Energiewende aufzunehmen. Die neue Liebe für das im Universum am weitesten verbreitete chemische Element ist zudem keine rein europäische – der potenzielle Weltmarkt ist noch größer: Immer mehr Unternehmen in den USA und anderswo treten derzeit dem „Hydrogen Council“2 bei, einer Initiative zur Unterstützung der Wasserstoffentwicklung. Im Jahr 2017 von 13 Unternehmen gegründet, sind hier heute bereits 92 Mitglieder aktiv.

Ehrgeizige Ziele und Milliarden-Investitionen

Die EU-Kommission schätzt allein die Kosten für sogenannte Elektrolyseure bis zum Jahr 2030 auf 24 bis 42 Milliarden Euro – das sind jene Maschinen, die mit Strom Wasserstoff produzieren. Damit könnte das ehrgeizige Ziel der EU erreicht werden, die Elektrolyseurkapazität von derzeit unter einem Gigawatt (GW) auf sechs GW bis 2024 und 40 GW bis 2030 zu steigern. Ein Anfang ist gemacht: Marktbeobachtern zufolge hat sich der Aufbau neuer Kapazitäten in den vergangenen Monaten bereits auf 8,2 GW bis 2030 verdoppelt.3

Die Elektrolyse-Anlagen sind das Herzstück der neuzeitlichen Wasserstoffproduktion: Sie zerlegen in einem chemischen Verfahren Wasser in seine Bestandteile. Damit genügend sauberer Strom dafür verfügbar ist, veranschlagt die EU-Kommission bis zum Ende des Jahrzehnts weitere 220 bis 340 Milliarden Euro dafür, Solar- und Windenergieanlagen auszubauen und auf direktem Wege an die Elektrolyseure anzuschließen. Hinzu kommen elf Milliarden Euro zur Ertüchtigung bestehender Elektrolyse-Anlagen und weitere 65 Milliarden Euro für Lagerung, Vertrieb und Transport.

Um all diese ehrgeizigen Pläne zu erreichen, hat die EU eine „Europäische Allianz für sauberen Wasserstoff“ ins Leben gerufen, an der sich bereits 500 Unternehmen vor allem aus den Bereichen Energieversorgung, Mobilität und Industrie beteiligen. In den kommenden vier Jahren soll sich die Zahl auf 1000 Unternehmen verdoppeln. Bis 2050 ist nach dem Willen der EU dann ein komplettes Wasserstoffökosystem aufgebaut.

Die größte Hürde auf dem Weg zur sauberen Energie der Zukunft ist bis dato der Preis: Grüner Wasserstoff kostet in der Produktion derzeit fünf bis sechs US-Dollar pro Kilogramm und damit zwei- bis dreimal so viel wie der Einsatz konventioneller Verfahren, mit denen sich beispielsweise sogenannter grauer Wasserstoff produzieren lässt. Der stammt überwiegend aus Erdgas und ist mit ein bis zwei US-Doller pro Kilogramm deutlich günstiger. Industrieunternehmen, die heute mit Wasserstoff arbeiten, werden ohne weitere Anreize nicht auf Öko-Wasserstoff umsteigen. Und in vielen Märkten konkurriert Wasserstoff zudem auch noch mit anderen günstigeren Energieträgern wie Öl und Gas.

Die Akteure im Markt hoffen deshalb darauf, dass die EU nicht nur positive Rahmenbedingungen schafft, sondern die saubere Wasserstoffproduktion auch finanziell fördert. Das wäre nur folgerichtig: Schließlich sollen die 750 Milliarden Euro aus dem EU-Rettungsfonds explizit für einen „Green Deal“ genutzt werden und nachhaltige Sektoren besonders berücksichtigen.

Produktionskosten für grünen Wasserstoff bis 2030 halbieren

Verfechter des grünen Wasserstoffs sehen große Chancen dafür, dass die Preise in den kommenden Jahren auch ohne Subventionen stark sinken, weil die Elektrolyse im industriellen Maßstab deutlich günstiger ist und auch die Stromkosten sinken könnten. Das „Hydrogen Council“ etwa schätzt, dass sich die Produktionskosten bis 2030 halbieren könnten. Dann wäre das neue Gas für den Transportsektor und als Heizenergie kommerziell konkurrenzfähig.4

Gleiches gilt auf Seite der Endprodukte, etwa für Wasserstoff getriebene Autos. Die sind wegen der hohen Kosten für Brennstoffzellen bislang preislich kaum konkurrenzfähig. Auch das soll sich aber bis 2030 ändern.5

Zahlreiche Branchen profitieren

Perspektivisch ergeben sich aus dem neuen Wasserstoffmarkt Wachstumschancen für unterschiedliche Branchen: So wird der Markt für Elektrolyse-, Brennstoffzellen- und Wasserstoffturbinenhersteller wachsen. Gleiches gilt für die Hersteller von Katalysatoren und Unternehmen, die Rohstoffe wie Platin und potenzielle Ersatzstoffe liefern. Für Entwickler erneuerbarer Energien könnte eine erhöhte Nachfrage nach grünem Wasserstoff die Nachfrage nach Wind-, Solar- und anderen erneuerbaren Energien weit über die bestehenden Prognosen hinaus ankurbeln. Zudem könnte die neue Technik einen Innovationsschub bei Schiffen, Zügen, schweren Nutzfahrzeugen und der Wärmetechnik auslösen und die Attraktivität dieser Sektoren erhöhen. Nicht zuletzt würden Gasnetz-Betreiber profitieren, die sich angesichts sinkender Erdgas-Mengen in ihren Leitungen inzwischen um die Profitabilität ihrer Infrastruktur sorgen.

Mit Blick auf eine klimafreundliche Luftfahrt könnten übrigens auch Zeppeline eine zweite Chance bekommen. Sie sind zwar deutlich langsamer als Flugzeuge – aber eben auch viele umweltfreundlicher. Einmal befüllt, können sie große Lasten mit vergleichsweise geringem Energieaufwand über weite Strecken transportieren. Hier allerdings ist kein Wasserstoff mehr im Spiel. Sondern das nicht brennbare Gas Helium.6

1 https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/hydrogen_strategy.pdf

2 https://hydrogencouncil.com/en/

3 https://www.woodmac.com/reports/energy-markets-green-hydrogen-pipeline-more-than-doubles-in-five-months-393132 mit detaillierten Informationen zitiert in https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/hydrogen_strategy.pdf

4 https://hydrogencouncil.com/en/path-to-hydrogen-competitiveness-a-cost-perspective/

5 https://www.handelsblatt.com/unternehmen/industrie/autozulieferer-wir-glauben-an-wasserstoff-plastic-omnium-will-brennstoffzelle-bis-2030-wettbewerbsfaehig-machen/25561600.html?ticket=ST-613449-0pQVfx5hqOQ1fiIe5lX5-ap1

6 https://www.telegraph.co.uk/business/2020/08/23/britain-could-lead-carbon-free-transport-create-booming-green/, https://www.heise.de/tp/news/Luftfahrtkrise-Wann-kommen-die-Zeppeline-4800136.html

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