Elektrolyseure – Ein gigantischer Markt entsteht

Bildtitel:
Autor:




27. Februar 2023

Elektrolyseure – Ein gigantischer Markt entsteht

Alle Formen der Elektrolyse, mittels derer Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff durch Strom gesplittet wird, haben ihre Berechtigung, da sie alle auf verschiedenen Rahmenbedingungen aufbauen. So wie beispielsweise auch die Kombinationsvariante der AEM-Elektrolyse, die die Vorteile von zwei Arten der Elektrolyse, der PEM – und der Alkalischen perfekt ergĂ€nzen. Generell geht es gerade um die Schnelligkeit im Hochlauf, den Druck, die VerfĂŒgbarkeit von Strom, aber auch Materialien und deren Optimierung in den verschiedenen BZ-Stackvarianten. Last but not least ist es ebenso wichtig, womit der Elektrolyseurhersteller Geld verdient, denn der Wettbewerb nimmt weltweit massiv zu. Diejenigen Unternehmen, die eigenes Elektrolyse-Know-how auch dazu nutzt, selbst kostengĂŒnstig Wasserstoff zu produzieren, sind da im Vorteil.

Es gibt auch hoch-interessante Start-Ups wie die hollĂ€ndische Battolyser, die die VerfĂŒgbarkeit von Strom via Batterie und Elektrolyse aufeinander abstimmt, da Strom zwar immer verfĂŒgbar ist, aber je nach Nachfrage erheblichen Preisfluktuationen ausgesetzt ist, die es intelligent zu nutzen gilt. Ist die Batterie voll, dann wird der Strom fĂŒr die Elektrolyse genutzt und umgekehrt – je nach Situation und Nachfrage.

Einige Unternehmen wollen sich nicht von einer Elektrolysevariante abhĂ€ngig machen und bieten mehrere Optionen an, um unterschiedlichen KundenwĂŒnschen entsprechen zu können. Beispiel: Cummins Engine. Da mĂŒssen indes erst einmal die KapazitĂ€ten bei der Produktion massiv ausgebaut werden, denn der Wasserstoffbedarf in der Welt ist gigantisch. Da klaffen Wunsch und Wirklichkeit weit auseinander, aber klar ist: Das Wachstum ist da und wird fĂŒr volle AuftragsbĂŒcher aller in diesem Metier tĂ€tigen Firmen sorgen.

Hier die wichtigsten Elektrolyseverfahren:

PEM-Elektrolyse am schnellsten beim Hochlauf

Die PEM-Elektrolyse ist die am flexibelsten einsetzbare, da diese sehr schnell hoch- und wieder runtergefahren werden kann, also am dynamischsten ist. Dies ist besonders beim Einsatz von regenerativen Energiequellen von großem Wert, da deren Schwankungen in der Produktion (abhĂ€ngig vom Wind und der Sonnenkraft) perfekt aufgefangen werden können. PEM steht fĂŒr Protonenaustauschmembran.

Alkalische Elektrolyse

Die vor allem in China im Einsatz befindliche alkalische Elektrolyse ist schon seit dem 19. Jahrhundert im Einsatz und die kostengĂŒnstigste. Laut Bloomberg können solche Elektrolysesysteme schon fĂŒr 200 US-$ pro Kilowatt in China produziert werden. Diese Elektrolyse benötigt aber wesentlich mehr Zeit fĂŒr das An- und Ausschalten als die PEM-Elektrolyse.

SOFC-Elektrolyse

Es folgt die Feststoffelektrolyse mittels der Hochtemperaturbrennstoffzelle, SOFC, die sich eine hohe bestehende Umgebungstemperatur – u.a. bei industriellen Prozessen – zu Nutze machen kann und deshalb sehr effektiv Wasserstoff und Sauerstoff wie auch WĂ€rme produzieren lĂ€sst. Bei Druckelektrolyseuren ist Europa technologisch fĂŒhrend. Es geht auch immer um die Frage, wie kostengĂŒnstig der Wasserstoff (idealerweise der „grĂŒne“) produziert werden kann.

Bei der H2-Herstellung geht es auch um die Leistungskriterien der Brennstoffzelle, was deren Zusammensetzung, Materialien angeht, aber auch Themen wie Druck/Kompression sind da sehr wichtig, da alle Faktoren zusammen genommen eine immer effektivere Elektrolyse ermöglichen und damit Wasserstoff in immer grĂ¶ĂŸeren Mengen immer kostengĂŒnstiger produzieren lassen. Deshalb sind sich LĂ€nder wie Chile aber auch arabische wie Saudi-Arabien so sicher, in den kommenden Jahren aufgrund der perfekten Rahmenbedingungen (intensive Sonnenkraft, Windkraft, Wasserkraft) Wasserstoff bereits fĂŒr 1 US-$ pro kg produzieren zu können.

Da entsteht ein neuer Weltmarkt, wo Wasserstoff ein handelbares Gut, ein Commodity, wird. Und es geht um die Art und Weise, wie der Wasserstoff transportierbar gemacht wird – gasförmig oder flĂŒssig, verpackt in grĂŒnen Ammoniak oder grĂŒnes Methanol oder via Pipelines oder Lkw-Trailer oder gar am Ort der Produktion gleich zum Einsatz kommt (Bsp: Chemieindustrie). Und es geht immer darum, dass es CO2-frei ist oder das abgespaltene CO2 (bei Erdgas oder „blauem“ Wasserstoff) anders zum Einsatz kommt (Bsp: eFuels).

Ein gigantischer neuer Weltmarkt fĂŒr die Elektrolyse

In die Elektrolyse wird sehr viel Kapital fließen. Es gibt Studien, die gar ein Invest von ĂŒber 150 Mrd. US-$ in den kommenden 20 Jahren weltweit prognostizieren, wobei es sogar Prognosen (Goldman Sachs) gibt, demnach ein Markt der Elektrolyse entsteht, der sogar 1 Billion US-$ bis 2040 erreichen könnte – mehr geht nicht. Hier entsteht also ein gigantischer Markt, aber auch ein entsprechender Wettbewerb (Gewinnmarge).

China hat die mit Abstand grĂ¶ĂŸten ProduktionskapazitĂ€ten vor allem der alkalischen Elektrolyse – man spricht hier von 80 Prozent und mehr am Weltmarkt. Diese Form der Elektrolyse benötigt mehr Energie als PEM, aber lĂ€sst besser im industriellen Maßstab Wasserstoff produzieren und ist vom Invest her gĂŒnstiger. China verhĂ€lt sich wie die USA sehr technologieoffen und sieht alle Formen des Wasserstoffs als notwendig an. Da gibt es auch bereits ernst zu nehmende Stimmen, wonach China den gleichen Weg beschreiten wird, wie man es im Bereich Solar, Wind und Batterie gesehen hat. Ein Programm hierfĂŒr wird schon seit zwei Jahren erwartet und wird mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit seinen Weg in die Umsetzung finden.

Klar ist: 1 Million Fahrzeuge aller Art sollen dort bis zum Jahr 2030 mit Wasserstoff fahren (in SĂŒdkorea sogar mehr als 6 Mio. Kfz bis 2040). Alle Hersteller von Brennstoffzellenstacks und Elektrolyseuren werden China nicht nur als neuen starken Wettbewerber erleben, sondern werden in China selbst (siehe batterieelektrische Entwicklung) produzieren mĂŒssen, um einerseits dort am Wettbewerb selbst teilzunehmen, aber auch Zöllen zu entgehen und andererseits auf Förderprogramme zu spekulieren – USA machen es mit dem Inflation Reduction Act vor. Laut Bloomberg NEF wird der Markt fĂŒr Elektrolyseure um das 91-fache wachsen mĂŒssen, um dem Wasserstoffbedarf im Jahr 2030 entsprechen zu können.

Chinesische Anbieter/Produzenten werden perspektivisch weltweit expandieren. Europa tĂ€te gut daran, der eigenen ElektrolysekapazitĂ€ten durch grĂ¶ĂŸere Förderprogramme fĂŒr die hiesige Produktion zu beflĂŒgeln. Es gibt zwar Programme, die aber den US-amerikanischen und potentiell chinesischen hinterherlaufen. Firmen wie die chinesische Longi Green Energy Technology – ist der WeltmarktfĂŒhrer fĂŒr Produktionsanlagen fĂŒr Solarmodule/Solarzellen – hat im MĂ€rz 2021 eine neue Tochter fĂŒr Elektrolyse gegrĂŒndet und hat bereits 1,5 GW an ProduktionskapazitĂ€t aufgebaut. Die belgische Cockerill Group hat eine Kooperation in China Cockerill Jingli Hydrogen gegrĂŒndet, um vor Ort mit eigener Produktion den chinesischen Markt zu bedienen. Zudem baut das Unternehmen solche ProduktionsstĂ€tten in den USA, in Indien und Europa. Außerdem wird das Sourcing vor Ort stattfinden, also sollte man Lieferketten in den jeweiligen LĂ€ndern selbst aufbaut.

Sven Jösting

Quellenangabe:

Wasserstoff ist ein Megatrend

Das Thema Wasserstoff hat es in den vergangenen Jahren aus der Nische auf die große politische BĂŒhne geschafft. Nicht nur in...

mehr lesen

0 Kommentare

Einen Kommentar abschicken

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert

preloader