An dieser Stelle kommt Wasserstoff ins Spiel. Je nachdem, wen man fragt, ist diese umstrittene grüne Technologie entweder ein entscheidendes Puzzleteil zur Reduzierung der Treibhausgase oder eine überteuerte, überbewertete Ablenkung. Im Moment wartet die Branche jedoch noch auf detaillierte Leitlinien für staatliche Steuererleichterungen und Subventionen, die Wasserstoff zum ersten Mal rentabel machen könnten.

1. Warum Wasserstoff?

Industrien, die viel Wärme benötigen, eignen sich nicht für die Elektrifizierung und brauchen eine andere Möglichkeit zur Dekarbonisierung. Auch Flugzeuge und Boote können für kurze Strecken mit Strom betrieben werden, aber es gibt noch keine Batterien, die Langstreckenfahrten ermöglichen. Wasserstoff könnte in jedem dieser schwer abbaubaren Fälle Abhilfe schaffen. Er kann verbrannt werden, ohne dass dabei CO₂ entsteht, oder er kann in eine sogenannte Brennstoffzelle eingespeist werden, die Strom durch eine elektrochemische Reaktion und nicht durch Verbrennung erzeugt. Flugzeuge, Frachtschiffe und Züge könnten mit Brennstoffzellen in Verbindung mit Wasserstoffspeichern betrieben werden und so ihre Kohlenstoffemissionen eliminieren.

2. Wie wird Wasserstoff hergestellt?

Wasserstoff, das am häufigsten vorkommende Element im Universum, muss normalerweise aus anderen Verbindungen extrahiert werden, um als Brennstoff verwendet werden zu können. Der überwiegende Teil des heute hergestellten Wasserstoffs wird in einem Verfahren aus Erdgas gewonnen, bei dem Kohlendioxid freigesetzt wird. Er wird als grauer Wasserstoff bezeichnet, nur eine Farbe auf einem Rad von Schattierungen, mit dem verschiedene Arten der Wasserstofferzeugung gekennzeichnet werden. Wenn man das Kohlendioxid abfängt, anstatt es in die Atmosphäre entweichen zu lassen, erhält man blauen Wasserstoff. Deutschland zum Beispiel plant, blauen Wasserstoff über eine Pipeline aus Norwegen zu importieren, um den Umstieg auf Wasserstoff einzuleiten, bevor man in Zukunft auf sauberere Wasserstoffproduktionsmethoden umsteigt.

3. Was sind die anderen Arten?

Grüner Wasserstoff entsteht durch die Nutzung erneuerbarer Energien für den Betrieb eines Elektrolyseurs, der Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufspaltet - ein treibhausgasfreier Prozess. Betreibt man den Elektrolyseur mit Atomstrom, erhält man rosa Wasserstoff. Grauer Wasserstoff ist bei weitem die billigste Art von Wasserstoff, die heute hergestellt wird. Laut einer Analyse von BloombergNEF kostet er zwischen 0,98 und 2,93 Dollar pro Kilogramm. Blauer Wasserstoff kostet derzeit zwischen 1,80 und 4,70 Dollar pro Kilogramm, während grüner Wasserstoff zwischen 4,50 und 12,00 Dollar pro Kilogramm kosten kann. BNEF geht jedoch davon aus, dass sich diese Zahlen rasch ändern werden und grüner Wasserstoff bis 2035 in den meisten Teilen der Welt den grauen unterbieten wird.

4. Warum die große Debatte über Wasserstoff?

Ein Stahlwerk kann Wasserstoff nicht einfach in einen Hochofen einspeisen, der für Kohle ausgelegt ist, und ein Kraftwerk kann Wasserstoff nicht in einer Turbine verbrennen, die für Erdgas ausgelegt ist. Für die Umstellung sind neue Anlagen erforderlich - ein großer Kostenfaktor. Der Transport von Wasserstoff in Pipelines, die für Gas ausgelegt sind, ist schwierig, da Wasserstoff durch Dichtungen entweichen kann, die für größere Methanmoleküle ausgelegt sind. Außerdem wirkt Wasserstoff, der in die Atmosphäre entweicht, als indirektes Treibhausgas, da er chemische Reaktionen auslöst, die Wärme binden können. Einige andere Möglichkeiten, Wasserstoff zu transportieren, wie z. B. die Unterkühlung, um ihn zu komprimieren, sind energieaufwändig und teuer.

5. Wer sind die Nicht-Gläubigen?

Es gibt viele Hindernisse für den Aufbau einer wasserstoffbasierten Wirtschaft von Grund auf, und Skeptiker bezweifeln, dass dies überhaupt möglich ist - oder geschehen sollte. Die Hürden sind so groß, dass der Gründer des britischen Hedge-Fonds Argonaut Capital Partners das Projekt als „völlige Zeitverschwendung“ bezeichnet hat. Einige Umweltschützer bezeichnen Wasserstoff als „falsche Lösung“ für den Klimawandel und sagen, dass grauer und blauer Wasserstoff nur die Verwendung von Erdgas verlängern würde, während grüner Wasserstoff die Wasservorräte belasten würde. Eine frühere Welle der Wasserstoffbegeisterung in den späten 2000er und frühen 2010er Jahren - die sich auf die Verwendung des Kraftstoffs für Autos konzentrierte und hauptsächlich von der Toyota Motor Corp. vorangetrieben wurde - verpuffte, da die Verbraucher die Fahrzeuge ignorierten.

6. Wird sich Wasserstoff trotzdem durchsetzen?

Möglicherweise. Die USA und die Europäische Union haben Wasserstoff zu einem wichtigen Bestandteil ihrer Pläne zur Verringerung des Kohlenstoffausstoßes gemacht und bieten große finanzielle Anreize, um die Produktion zu steigern. Nach Angaben von BNEF beliefen sich die verfügbaren Subventionen für Wasserstoffprojekte Mitte 2023 weltweit auf über 280 Milliarden Dollar, was einem Anstieg von 43 Prozent gegenüber Ende 2022 entspricht. In den USA bietet der Inflation Reduction Act eine Steuergutschrift von bis zu 3 Dollar pro Kilogramm, wobei die Hersteller noch auf Einzelheiten darüber warten, wie hoch die Subventionen für die einzelnen Wasserstoffproduktionsverfahren sein werden.

Die US-Regierung plant außerdem, mindestens 7 Milliarden Dollar für die Einrichtung einer Reihe von Wasserstoffzentren im ganzen Land auszugeben, um die neue Wasserstoffproduktion mit Unternehmen zusammenzubringen, die den Kraftstoff nutzen wollen. Die EU hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2030 10 Millionen Tonnen grünen Wasserstoff zu produzieren und weitere 10 Millionen Tonnen zu importieren. Der Fahrplan der Internationalen Energieagentur zur Erreichung von Netto-Null-Emissionen bis 2050 sieht vor, dass Wasserstoff in diesem Jahr 10 Prozent des weltweiten Energiebedarfs deckt.

7. Wer baut die Wasserstoffwirtschaft auf?

Die Vielseitigkeit von Wasserstoff - er hat das Potenzial, mehrere Industrien zu dekarbonisieren, manchmal auf verschiedene Weise - weckt das Interesse zahlreicher Start-ups, großer Ölfirmen und Industriegasanbieter. Ausrüstungshersteller wie Bloom Energy Corp. und Plug Power Inc. verkaufen Elektrolyseure und Brennstoffzellen, und Plug baut auch seine eigenen Wasserstoffproduktionsanlagen. Diese Unternehmen stehen im Wettbewerb mit China, wo Unternehmen wie Longi Green Energy Technology Co. und Shandong Saikesaisi Hydrogen Energy den internationalen Vertrieb ihrer eigenen Elektrolyseure ausbauen wollen. Industriegasunternehmen wie Air Liquide SA sehen Wasserstoff als eine natürliche Erweiterung ihrer bestehenden Geschäftsfelder.

Und auch Ölgesellschaften, die bereits Wasserstoff in ihren Raffinerien verwenden, steigen in das Geschäft ein. Die Chevron Corp. gab vor kurzem bekannt, dass sie einen Anteil von 78 Prozent an der voraussichtlich weltweit größten Anlage zur Herstellung und Speicherung von Wasserstoff in Utah erworben hat. Obwohl die finanziellen Bedingungen nicht bekannt gegeben wurden, hat das Projekt bereits einen Kredit in Höhe von 504 Millionen Dollar vom US-Energieministerium erhalten. Darüber hinaus gaben Rolls-Royce und die Fluggesellschaft easyJet im vergangenen Jahr bekannt, dass sie erfolgreich ein Düsentriebwerk getestet haben, das mit Wasserstoff anstelle von Kerosin betrieben wird.

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Dieser Artikel war zuerst am 11. Oktober 2023 in englischer Sprache bei der „Washingtonpost.com“ erschienen – im Zuge einer Kooperation steht er nun in Übersetzung auch den Lesern der IPPEN.MEDIA-Portale zur Verfügung.