Deutschland wird zur Deckung seines Bedarfs an grünen Wasserstoff und wasserstoffbasierten Syntheseprodukten auf Importe angewiesen sein. Das Projekt »HYPAT« hat erstmals einen globalen Wasserstoff-Potenzialatlas erstellt, der potenzielle Standorte für eine nachhaltige Produktion analysiert und mögliche Partnerländer identifiziert. Der Atlas liefert umfassende Informationen über Handelsvolumina, Produktions- und Transportkosten für 2030 und 2050 und bildet damit eine Grundlage für künftige Kooperationen.

Technologische und ökonomische Analysen

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) fokussierte im Rahmen des Projekts auf die technoökonomische Analyse von Standorten in Brasilien, Marokko, Kanada, der Ukraine und den Vereinigten Arabischen Emiraten. Neben den Kosten entlang der gesamten Wertschöpfungskette wurde auch die nachhaltige Versorgung der Partnerländer, die Einhaltung von Klimazielen und spezifische Nachhaltigkeitskriterien untersucht.

Simulation von Wasserstoffimporten

Das Fraunhofer ISE nutzte das Simulationstool »H2ProSim«, um fünf Power-to-X-Produkte (Flüssigwasserstoff, Ammoniak, Methanol, Fischer-Tropsch-Produkte und flüssige organische Wasserstoffträger) zu analysieren. Dabei wurden Produktions-, Speicher- und Transportkosten berücksichtigt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Produktionskosten den größten Anteil ausmachen (zwei Drittel bis drei Viertel). Importkosten werden für 2030 auf 3,50 bis 6,50 Euro und für 2050 auf 2 bis 4,50 Euro pro Kilogramm Wasserstoff geschätzt, abhängig vom Entwicklungsszenario.

Schiff oder Pipeline?

Die Wahl zwischen Schiff- und Pipeline-Transport hängt stark von den Bedingungen des jeweiligen Landes ab. Während der Schiffstransport Flexibilität bietet, schafft der Pipeline-Transport strategische Abhängigkeiten, die potenziell problematisch sein können. Flüssigwasserstoff zeichnet sich langfristig als vielversprechendste Option ab, obwohl die Technologie noch nicht marktreif ist. Kurz- und mittelfristig gilt Ammoniak als praktikabelste Lösung.

Positive Effekte für Exportländer

Die Studie hebt hervor, dass der Ausbau erneuerbarer Energien in Exportländern positive Effekte wie lokale Wertschöpfung und Arbeitsplätze generieren kann. Allerdings kann eine Überbeanspruchung der Ressourcen zu steigenden Strompreisen führen. Studienautor Ombeni Ranzmeyer empfiehlt, die Energiewende der Exportländer aktiv zu unterstützen und Obergrenzen für Exportvolumina festzulegen.

Nachhaltigkeit und Wasserversorgung

Ein zentrales Thema ist der Wasserverbrauch bei der Wasserstoffproduktion. Elektrolyseure benötigen 15 bis 20 Kilogramm Frischwasser pro Kilogramm Wasserstoff. Besonders in wasserarmen Regionen müssen alternative Ansätze wie Meerwasserentsalzung oder Wasserversorgung durch Pipelines einbezogen werden. Für Marokko zeigt die Studie, dass die Kosten für die Wasserversorgung mit 0,012 bis 0,245 Euro pro Kilogramm Wasserstoff vergleichsweise niedrig sind. Das Projekt »HYPAT«, gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), liefert wertvolle Erkenntnisse für die Gestaltung einer nachhaltigen globalen Wasserstoffwirtschaft. Die Empfehlungen der Forscher betonen die Wichtigkeit strategischer Partnerschaften, technologischer Innovationen und nachhaltiger Ressourcennutzung, um den grünen Wasserstoffmarkt zukunftsfähig zu gestalten.