Die Nordsee und Nordafrika: Wenn man Jens Burchardt fragt, sind das bald die beiden wichtigsten Orte der deutschen Energieversorgung. Gewaltige Offshore-Windparks hier, riesige Solaranlagen dort werden in Zukunft bisher unerreichte Mengen an erneuerbarem Strom produzieren. Und ein beträchtlicher Teil dieser Energie wird nicht ins Stromnetz fließen – sondern in Wasserstoff verwandelt.
Dieses Szenario skizziert der Energieexperte der Boston Consulting Group, der das Potenzial der Wasserstoff-Wirtschaft in Deutschland und Europa ausgelotet hat. Und er findet in der Untersuchung, die der WirtschaftsWoche in Auszügen exklusiv vorliegt, auch überraschende Antworten auf die Frage, wie teuer dieses Szenario wird.
Will Deutschland bis zum Jahr 2050 seine Klimaziele erreichen und die Treibhausgasemissionen so stark senken, dass die Erderwärmung auf zwei Grad Celsius begrenzt wird, wird das Land riesige Mengen Wasserstoff benötigen. Auf 350 bis 400 Terawattstunden beziffert BCG den möglichen Ort hiesigen Bedarf pro Jahr. Zum Vergleich: In 19 EU-Ländern plus Norwegen und der Schweiz verbraucht die Industrie heute 150 Terawattstunden Wasserstoff, der bisher aus Gas hergestellt wird.
Diese bestehende Nachfrage werde, so erwarten es die BCG-Analysten, als erstes Stück für Stück umgestellt auf grünen Wasserstoff, hergestellt per Elektrolyse aus erneuerbarem Strom. Wasserstoff wird in Raffinerien gebraucht, für die Produktion von Ammoniak in der Düngemittelherstellung und Methanol in der Chemieindustrie. 230 Terawattstunden Ökostrom pro Jahr wären nötig, um den Wasserstoff allein für diese Märkte zu erzeugen – im Jahr 2019 wurden aus erneuerbaren Energien in Deutschland 224 Terawattstunden Strom erzeugt.
Mittelfristig wird BCG zufolge ein erheblicher Markt für Wasserstoff auch in der Stahlproduktion entstehen, wo die Hersteller zur Eliminierung ihrer Emissionen neue Anlagen bauen müssen, die die heutigen Hochofen-Stahlwerke ersetzen. Technisch ist das machbar: Viele Hersteller testen schon Wasserstoff in der Stahlerzeugung. Fünf Milliarden Euro pro Jahr könnte die deutsche Stahlindustrie künftig für grünen Wasserstoff ausgeben, schätzt BCG.
Hinzu kommt eine ebenfalls völlig neue Nachfrage aus dem Transportsektor: Die deutsche Luftfahrt könnte künftig jährlich 20 Milliarden Euro für grüne Treibstoffe aus Wasserstoff ausgeben, die Schifffahrt fünf Milliarden Euro, LKW-Flottenbetreiber drei Milliarden Euro. Langfristig könne das Geschäft mit Wasserstoff in Europa zu einem dreistelligen Milliardenmarkt werden, so die BCG-Analyse.
Im Transportschiff ist es fast so kalt wie im Weltraum
Kurzfristig wäre es am preiswertesten, das Gas immer dort herzustellen, wo es benötigt würde. Denn der Transport von Wasserstoff ist kompliziert und kostspielig. Doch weil die Nachfrage in den kommenden Jahren enorm steigen dürfte, werde Deutschland vor allem das Potenzial der Offshore-Windkraft für die Wasserstoffproduktion nutzen müssen, sagt BCG-Partner Burchardt.
Vor allem in der Nordsee sieht er dafür die besten Chancen. Zudem weht der Wind stetig, die Elektrolyseanlagen können Tausende Stunden pro Jahr laufen – was den Wasserstoff preiswerter macht als an vielen Standorten an Land. Um das Gas in großen Mengen in die deutschen Industriegebiete zu bringen, müssten Pipelines gebaut werden.
Doch die Elektrolyse mit Offshore-Windstrom wird laut der BCG-Analyse nicht ausreichen. „In einigen Jahren wird der Bedarf an Wasserstoff höher sein, als wir realistischerweise in der Nordsee produzieren können“, sagt Burchardt. „Wir müssen uns Gedanken machen, wo wir jenseits der deutschen Grenzen Wasserstoff herbekommen.“
Vor allem Nordafrika komme dazu in Frage, so die BCG-Analyse. Das begründen die Autoren mit den Transportkosten: Will man Wasserstoff per Schiff transportieren, muss das Gas auf minus 253 Grad Celsius herabgekühlt werden – fast so kalt wie der Weltraum – und dadurch so verdichtet werden, dass es in die Tanks der Transportschiffe passt. Dabei geht Energie verloren, die Kosten pro Kilogramm Wasserstoff steigen.
Ein neuer Anschluss an Nordafrika
Für Wasserstoff aus Australien und anderen entfernten Ländern sieht Burchardt darum in Deutschland kaum einen Markt. Stattdessen könnte aus Übersee Ammoniak oder synthetisches Kerosin importiert werden, die aus Wasserstoff hergestellt werden. Beide lassen sich verhältnismäßig leicht transportieren.
Wasserstoff in Reinform dagegen sei vor allem aus Nordafrika wirtschaftlich, so die BCG-Analyse. Zum einen sind die Kosten zur Stromgewinnung aufgrund der vielen Sonnen- und Windstunden dort sehr gering. Zum anderen lässt sich das Gas per Pipeline bis nach Deutschland transportieren. Damit ließen sich im Jahr 2050 Kosten um die oder unter zwei Euro pro Kilogramm Wasserstoff erreichen, so die Analyse.
In Deutschland lasse sich das Gas für unter zwei bis etwa drei Euro herstellen, per Schiff importierter Wasserstoff würde um die drei Euro kosten—ähnlich viel wie eine heimische Produktion mit importiertem grünen Strom aus Nordafrika.
„Der Ausbau eines Pipeline-Netzwerks ist entscheidend für die Zukunft der Wasserstoff-Wirtschaft in Deutschland“, sagt Burchardt. Es sei wichtig, heute schon mit den Plänen dafür zu beginnen. Sonst bleiben Importe auf Dauer deutlich teurer als die heimische Wasserstoff-Produktion.
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