Auf dem richtigen Weg – als Startup im H2-Markt der Zukunft
Gab es bislang vor allem fallende Notierungen bei der Aktie von Nikola Motors, scheint nun die Kursänderung einzusetzen. Die fallende Kurse gehen unter anderem auf das Konto der Shortseller, die massiv gegen das Unternehmen an der Börse spekulieren; kurzfristig gab es mehr als 200 Millionen leer verkaufter Aktien. Grund für Optimismus liefert die Kommentierung der Bilanzpressekonferenz über das 3. Quartal, die Nikola – in meinen Worten – auf dem richtigen Weg sieht. Das Unternehmen hat circa 250 Millionen US-$ an Liquidität im 3. Quartal eingesammelt und verfügt nun über 705 Millionen US-$ an Kapitalzugang. Der Schaden über zurückgerufene batterieelektrische Lastwagen wird mit 61,8 Millionen US-$ (warranty reserve) beziffert. Damit werde man nach Angaben des Unternehmens nicht nur das Problem beheben, sondern auch Batterien eines noch unbenannten Zulieferers einsetzen, die gegenüber dem Vorgängermodell Vorteile haben. Zudem werden die Lkw mit weiteren Features ausgestattet, die dem Fahrer mehr Möglichkeiten im Einsatz geben, zum Beispiel den Lkw bereits ferngesteuert via Handy-App auf die Fahrt vorzubereiten (Heizung im Winter, Klimaanlage im Sommer u.a.), bis der Fahrer angekommen ist. Die batterieelektrischen Lkw werden nach der Umrüstung im 1. Quartal wieder den Weg zum Kunden finden.
„Orders up, Cashburn down and Cash up“
Es liegen 277 Absichtserklärungen für den Kauf von wasserstoffbetriebenen Lkw vor. Im laufenden 4. Quartal sollen davon 30 bis 50 ausgeliefert werden und zwischen elf und 19 Millionen US-$ an Umsatz generieren. Bei den batterieelektrischen Lkw konnte zwischenzeitlich – trotz vormaliger Rückrufaktion – ein Einzelauftrag über 47 e-Lkw gewonnen werden. In den kommenden zwei Jahren setzt Nikola darauf, im Durchschnitt 250 – 300 Lkw beider Gattungen pro Quartal auszuliefern. Der Cashburn (Kapitalabfluss) wird bei 100 Millionen US-$ im Quartal gesehen, wobei im laufenden Quartal noch die finanziellen Einflüsse aus der Rückrufaktion der batterieelektrischen Lkw einzubeziehen sind (61,8 Millionen US-$, davon aber nur circa 38 Millionen US-$ Netto-Kapitalabfluss). Und je besser die Skalierung in der Produktion der Lkw erfolgt, umso kostengünstiger können diese produziert werden, was eine gute Gewinnmarge erwarten lässt. Man bedenke: Geld wird in der Zukunft vor allem mit Strom und Wasserstoff verdient und nicht per se mit der Hardware, dem e-Lkw. Nikola steht ja erst am Anfang seiner (Erfolgs-)Story.
Hotspot Kalifornien
Nikola konzentriert sich aus guten Gründen auf den US-Bundesstaat Kalifornien, da es hier nicht nur die besten Förderungen gibt (bis zu 408.000 US-$ pro Lkw), sondern Logistiker unter hohem Zeitdruck stehen, ihre dieselgetriebenen Lkw durch CO2-freie Antriebe (Batterie oder Brennstoffzelle/Wasserstoff) zu ersetzen. Bereits ab 2024 dürfen nur neu zuzulassende Lkw in kalifornischen Häfen zum Einsatz kommen, wenn sie batterieelektrisch oder mit Hilfe von Wasserstoff-Brennstoffzellen angetrieben werden. Wir sprechen von über 30.000 Lkw allein in diesem Segment – eine perfekte Steilvorlage für Nikola Motors. Sich in der Anfangsphase auf Kalifornien zu fokussieren, ist somit genau der richtige Schritt. Allein hier fahren über drei Millionen Lkw auf der Straße, und bis 2030/35 sollen es nur noch e-Lkw sein. In diesem Lkw-Segment ist die Konkurrenz für Nikola auf Jahre hinaus überschaubar. Der Blick auf die bereits genehmigten Gutscheine (Voucher) für e-Lkw stimmt positiv: 96 Prozent der Gutscheine des HVIP-Programms (HydrogenVoucherIncentiveProgramme) gehen auf das Konto von Nikola für wasserstoffbetriebene Lkw und 50 Prozent für batterieelektrische. Eindrucksvoll!
Rechtsstreit gegen Firmengründer Milton gewonnen: 165 Millionen US-$ winken
Der langwierige Rechtsstreit gegen Firmengründer Trevor Milton wurde gewonnen. Dieser muss nun 165 Millionen US-$ (am 20.Oktober fiel das Urteil) an Nikola zahlen, wobei darin auch Rechtskosten enthalten sind, die Nikola vorstrecken musste und nun zurückerhält. Hier sei der Hinweis angebracht, dass es noch keine Aussage darüber gibt, wann das Geld fließt (könnte Nikola Aktien von Milton eventuell einziehen?) und Nikola selbst noch einen Teil dessen an die Börsenaufsicht SEC weiterzahlen muss, da man ja einen Vergleich über die Zahlung von 125 Millionen US-$ erzielt hat und diesen selbst erfüllen muss. Fließen diese 165 Millionen US-$ indes zeitnah, kommt dies der Liquiditätssituation von Nikola natürlich sehr entgegen, da die SEC-Zahlungen über die kommenden Jahre verteilt sind.
Ziele klingen ambitioniert – sind aber realistisch
Aktuell kann Nikola pro Jahr 2.400 Lkw beider Varianten produzieren. Um profitabel zu sein, bedarf es einer Absatzmenge von 1000 Lkw im Jahr 2024 und 1500 Lkw in 2025. Diese Ziele gelten aus Unternehmenssicht als realistisch, wenn Nikola 250 bis 300 Lkw im Quartal ausliefert. Meines Erachtens wird es da auch manchen Großauftrag geben und Absichtserklärungen wie der Letter of Intent mit Anheuser Busch (800 Lkw) in den Auftragsbestand fließen.
Fazit: Nikola ist auf einem guten Weg, sich als First Mover bei CO2-freien Lkw in den USA zu positionieren – erst in Kalifornien, später über die gesamten USA verteilt und parallel dazu auch in Kanada, wo ebenfalls große Förderbeiträge von bis zu 380.000 Can-$ pro Lkw winken. Umfassende Förderprogramme wirken wie ein Turbo, weil Lkw-Käufer dem Druck der Regulatorik entsprechen können und finanziell große Anreize erhalten. Der Aufbau der Wasserstoffinfrastruktur erfolgt in Eigenregie und wird durch Unternehmenspartner wie Volterra (EQT) finanziell begleitet. Zudem erhält es einen Schub durch ein sieben-Milliarden-US-$-Programm der Regierung Biden, mit dessen Hilfe sieben Hydrogen-Hubs in den USA errichtet werden sollen. Die Börse wird nicht umhin kommen, Nikola als Startup in diesem neuen Markt mit Vorschusslorbeeren zu bewerten, denn die Perspektiven könnten besser nicht sein: Zur richtigen Zeit im richtigen Markt. Das Management-Team von Nikola gilt als ausgezeichnet, wobei CEO Girsky darauf hinwies, dass bei ihnen Top-Manager arbeiten, die es sich eigentlich nicht nötig hätten, für ein Startup tätig zu sein. Sie empfänden aber große Freude dabei, ihr Wissen einzubringen und die Visionen des Unternehmens zu realisieren.
Meine Vision: Was wäre, wenn Nikola Motors in zwei bis drei Jahren über 10.000 e-Lkw jährlich produziert und diese vor allem mit eigens erzeugtem Wasserstoff und Strom betrieben werden? Wo steht Ihrer Meinung nach dann der Aktienkurs, auch wenn zwischenzeitlich weitere 100, 200, 500 Millionen neuer Aktien zur Eigenkapital-Finanzierung ausgegeben werden? Der aktuelle Aktienkurs spiegelt viel Skepsis und wenig Zukunftsfantasie. Aber das wird sich ändern.
Am Rande: In einem Forum von Nikola bei Facebook wurde eine mobile Wasserstoff-Tankstelle der Nikola-Tochter HYLA auf einem Betriebshof von Pilot Flying J gesehen. Anlegerlegende Warren Buffet hat hier elf Milliarden US-$ für 80 Prozent investiert. Das Unternehmen betreibt über 800 Betriebshöfe verteilt über die USA mit einem Umsatz von 40 Milliarden US-$ und ist auch im Energiehandel tätig. Mit General Motors hat man eine Kooperation über mehrere tausend e-Ladestationen. Wasserstofftankstellen würden sich da auch gut machen, oder? Von Nikola?!
Region kann Innovationszentrum für H2-Technologien werden
Die Stadt Nürnberg verfolgt das Ziel, sich als Standort für grüne Wasserstofftechnologie aufzustellen. Mit der Studie „Wasserstoff in der Metropolregion Nürnberg – Analyse der Kompetenzen, Chancen und Herausforderungen“, welche vom Referat für Wirtschaft und Wissenschaft der Stadt beauftragt wurde, sollten Handlungsempfehlungen für regionale Akteure gegeben werden, die dann als Leitfaden dienen sollen.
Wasserstoff in verschiedenen Formen wird bei der zukünftigen Energieversorgung eine wesentliche Rolle spielen. Grüner, aus erneuerbarer elektrischer Energie erzeugter, Wasserstoff bietet in zahlreichen Anwendungsfällen Vorteile gegenüber einer direkten Nutzung von elektrischer Energie. Hinzu kommt, dass Wasserstoff in vielen verfahrenstechnischen Prozessen entweder direkt oder in weiterverarbeiteter Form fossile Stoffe wie Kohle, Erdöl und Erdgas ersetzen wird. Wasserstoff stellt daher eine wichtige komplementäre Technologiekomponente dar, die zur Realisierung einer nachhaltigen Energiewende erforderlich ist.
Da auch die Europäische Metropolregion Nürnberg (EMN) von diesem grundlegenden Wandel betroffen sein wird, geht es den Franken darum, für die aufstrebende Wasserstoffwirtschaft möglichst gut vorbereitet zu sein, um sowohl nachhaltige als auch wirtschaftliche Ziele zu erreichen.
Wasserstoff-Potenzial der EMN
Die beauftragte Studie wurde vom Energie Campus Nürnberg in Zusammenarbeit mit weiteren Projektpartnern, wie zum Beispiel der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg und der Technischen Hochschule Nürnberg, durchgeführt. Es geht darin ausschließlich um grünen Wasserstoff. Die Autoren verfolgten dabei drei wesentliche Ziele: Es sollte ermittelt werden, welche Potenziale und welche Wertschöpfungsketten in der Region vorhanden sind. Eine weitere Frage war, welche Geschäftsmodelle geschaffen werden können. Auch ein Vergleich mit anderen Metropolregionen sollte durchgeführt werden. Gefragt werden sollte zudem, woher grüner Wasserstoff kommen und wo er eingesetzt werden könnte.
EMN als Technologie-Export-Region
Dr. Sebastian Kolb, Arbeitsgruppenleiter der Forschungsgruppe Energiesysteme und Energiewirtschaft am Lehrstuhl für Energie- und Verfahrenstechnik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, erklärte: „In der Region gibt es eine breite Basis von kleinen und mittleren Unternehmen sowie Industrieunternehmen. Viele von ihnen sind bereits heute aktiv in der Wasserstoffwirtschaft tätig. Andere bringen Kompetenzen mit, die sehr gut in die Domäne Wasserstoff eingebracht werden können. Außerdem verfügt die EMN über eine starke, wasserstoffaffine Industrie- und Grundlagenforschung. Auch Netzwerkstrukturen sind vorhanden. Die zentrale Chance für die Region besteht somit eher nicht in der Rolle als Erzeuger oder Anwender, sondern im Export von Wasserstoffschlüsseltechnologien.“
Eine wesentliche Herausforderung bestehe in der Tatsache, dass Wasserstoff in der Metropolregion als Energieträger bislang nicht sehr präsent sei. Es gebe dort wenig Anwendungspotenzial sowie wenig industrielle Großverbraucher von Wasserstoff, heißt es.
IST-Zustand, Potenzial, Chancen
Wesentliche Inhalte der Studie sind die Beschreibung des Ist-Zustands, eine Analyse des Potenzials, unter anderem hinsichtlich Anwendung und Erzeugung, Simulationen und die Nutzung der Chancen. Ein Anwendungspotenzial von grünem Wasserstoff in der EMN sehen die Autoren der Studie in der Papier- und Glasindustrie, der Eisengießerei und Nichteisengießerei sowie im Bereich der Mobilität.
Im Klimaschutzfahrplan Nürnberg wird für den Sektor Mobilität und Logistik im Jahr 2030 ein Wert von 18 Prozent am Gesamtenergieverbrauch prognostiziert. In der Studie werden vor allem schwere Nutzfahrzeuge mit Brennstoffzellen als Anwendung für Wasserstoff im Sektor Mobilität und Logistik betrachtet. Die Szenarien gehen ausschließlich vom Bedarf für diese Verkehrsmittel aus, schließen aber die deutlich kleineren Bedarfe anderer Verkehrsmittel ein. Das Ergebnis dabei war, dass schwere Nutzfahrzeuge das größte Potenzial für die Anwendung von wasserstoffbasierten Antriebssystemen in der Europäischen Metropolregion Nürnberg haben. Bis 2030 könnten zehn Prozent aller schweren Nutzfahrzeuge einen Wasserstoffantrieb haben. Dieser Anteil könnte bis 2050 auf 20 Prozent steigen. Im Bereich Bahn- und Flugverkehr sowie in der Schifffahrt spielt die H2-Technologie in der EMN, so das Ergebnis der Studie, hingegen kaum eine Rolle.
Ergebnisse und Handlungsempfehlungen
Die Studie gibt am Ende Handlungsempfehlungen, welche in drei Kategorien eingeteilt sind:
Es gilt den Aufbau der erneuerbaren Energien massiv zu beschleunigen, zum Beispiel durch eine Photovoltaik-Pflicht auf Gebäuden oder die Förderung von Bürger-Windenergieanlagen.
Bei den H2-Schlüsseltechnologien muss die sektorübergreifende Forschung unterstützt werden. So sollen die Vernetzung und die Kontaktstellen für Wasserstoff verbessert werden. Zudem ist eine Cluster-Förderung notwendig.
Es sollte eine geeignete Versorgungsstruktur – trotz bislang geringer Erzeugung und Nachfrage – geschaffen werden. Koordiniert werden könnte sie beispielsweise durch eine zentrale Anlaufstelle für Versorger und Abnehmer. „Hier muss weiter konkretisiert werden: Wo wird Bedarf nach Wasserstoff entstehen? In welcher Form wird er benötigt? Wo soll der Wasserstoff in der EMN produziert werden?“, sagt Kolb.
Und weiter: „Was die künftige Rolle von Wasserstoff in der Region anbelangt, so sind Anwendung und Erzeugung dort untergeordnet. Der Schwerpunkt der geringen Anwendungspotenziale liegt auf der Prozesswärmebereitstellung.“ Eine Erzeugung empfehle sich da, wo bereits Infrastruktur vorhanden sei, beispielsweise in der Nähe von Windkraftparks oder bei Kraftwerken direkt vor Ort.
„Die Metropolregion Nürnberg wird keine Export- oder Großverbraucher-Region für Wasserstoff, aber sie kann zentrales Know-how und Schlüsseltechnologien für die Wasserstoffwirtschaft zur Verfügung stellen. Dennoch wird es auch in der EMN Verbraucher geben, welche auf Wasserstoff angewiesen sind – insbesondere zur Prozesswärmeerzeugung. Für diese wird eine geeignete Versorgungsstruktur in der Region benötigt“, so Kolb.
Was das Anwendungspotenzial anbelangt, so sei eine Ansiedlung von Gewerbe mit hohem Wasserstoffbedarf nicht sehr wahrscheinlich, da der Wasserstoff aufwändig über eine entsprechende Infrastruktur importiert werden muss. Wasserstoff kann in der Metropolregion zudem zur Langzeitspeicherung von Strom verwendet werden.
Die EMN könne zu einem Innovationszentrum für die Entwicklung, Herstellung, den Vertrieb und Export von spezifischen Wasserstoffschlüsseltechnologien werden. Im Vergleich mit den anderen Metropolregionen zeige sich, dass die EMN eine hohe Unternehmensansiedlung von wasserstofftechnologieassoziierten Unternehmen hat.
Wenn Wasserstoff die Welt verändern soll, müssen die entsprechenden Industrien ihre Kapazitäten in wenigen Jahren massiv ausbauen. Das geht nur, wenn man auf vorhandenes Wissen aufbaut. Was beim Skalieren und Automatisieren wichtig ist, erklärt Tassilo Gast vom Automatisierungsspezialisten Emerson im HZwei-Interview.
HZwei: In den kommenden Jahren wird die H2-Wirtschaft sehr schnell wachsen müssen. Worauf müssen Unternehmen, zum Beispiel Hersteller von Elektrolyseuren, dabei besonders achten?
Gast: Bei den Elektrolyseprojekten, die in den Nachrichten angekündigt werden, geht es um Größenordnungen von 100 Megawatt bis hin zu 1 Gigawatt. Bisher installierte Elektrolyseure haben meistens elektrische Leistungen von 2 oder 5 MW. Das ist ein Wachstum um ein Vielfaches und damit eine große Herausforderung für die Hersteller.
Elektrolyseure sind in aller Regel modular aufgebaut. Bei der Skalierung bleibt dieses Prinzip größtenteils bestehen, schon allein, weil die Größe der Stacks physikalisch und elektrochemisch begrenzt ist. Gängig sind heutzutage Stacks mit etwa 2,5 MW elektrischer Leistung. Selbst wenn ein Stack in Zukunft zehn Megawatt hätte, bräuchte man für einen 100-MW-Elektrolyseur zehn davon, für ein Gigawatt-Projekt Hunderte. Wenn ich also zehn Module einfach nebeneinanderstelle, nach dem Prinzip „scale up by numbering up“, habe ich zehnmal so viele Schnittstellen, zehnmal so viele Kabelkanäle und so weiter. Das alles zu verkabeln, zu balancieren und zu steuern, ist sehr komplex. Man muss folglich die Systemarchitektur überdenken.
Nehmen wir eine große Elektrolyseanlage – wie würde eine gelungene Skalierung mit angepasster Systemarchitektur aussehen?
Wichtig ist, dass sich jemand frühzeitig das Gesamtsystem anschaut. Im Falle von Emerson haben wir dafür eine eigene Business Unit für Systeme. Theoretisch könnten die Hersteller das auch selbst machen, aber sie haben in der Wachstumsphase oft gar nicht die Kapazität, selbst diesen Schritt zu gehen beziehungsweise zurückzutreten und das große Ganze in den Blick zu nehmen.
Je nach Skalierungsfaktor kann es dann zunächst um kleinere Schritte gehen, zum Beispiel das Zusammenfassen von Bilanzkreisen. Ab einer bestimmten Größe, spätestens bei einigen Hundert Megawatt, wird man aber ganz anders bauen müssen. Dann kann man die Module nicht mehr in einzelnen Containern installieren, wie man es bei den kleineren Anlagen macht – schon allein, weil die Container in Summe zu teuer würden. Stattdessen baut man eine Anlage mit den Stacks in einem Bereich und den dazugehörigen umgebenden Anlagenteilen, zum Beispiel der Wasseraufbereitung, wie bei Greenfield-Projekten. Der Elektrolyseur würde also ähnlich geplant wie eine klassische Chemieanlage, auf offenem Feld – oder überdacht – mit getrennten Prozess- und Anlagenteilen. Wenn wir an so einem Prozess beteiligt sind, ist eine enge Zusammenarbeit sehr wichtig. Man muss sehr tief gemeinsam in den Prozess hineinschauen, damit es wirklich gelingt, Effizienzpotenziale zu heben und die Markteinführung zu verkürzen.
Gibt es neben der Redundanz von Komponenten und der räumlichen Anordnung noch weitere Probleme bei der Skalierung, die man mit entsprechender Planung vermeiden kann?
Ja, die gibt es, zum Beispiel in Bezug auf die Sicherheit. Wasserstoff ist ja ein explosives Gas. Und mit der Anlagengröße steigt auch die Menge des Gases und damit auch das Gefahrenpotenzial für umgebende Areale. Geräte und Armaturen müssen Sicherheits- und Abschaltrichtlinien entsprechen, im Störfall muss ein sicheres Herunterfahren möglich sein. Es gibt spezielle Software von AspenTech, die seit 2022 zu Emerson gehören, die dabei hilft, eine Anlage virtuell zu skalieren, und die auf absehbare Bottlenecks und Sicherheitsaspekte hinweist.
Welche Rolle kann ein digitaler Zwilling in so einer virtuellen Skalierung spielen?
Der Begriff „Digitaler Zwilling“ wird sehr unterschiedlich gebraucht. Im einfachsten Fall spricht man von einem virtuellen Abbild der Anlage. Der nächste Schritt ist, das digitale Abbild mit Daten aus dem laufenden Prozess zu speisen. So kann man abgleichen, ob die Simulation der Realität entspricht. Digitale Zwillinge von Emerson sind in der Lage, Daten aus der Simulation heraus mit Reaktionen von Feldinstrumenten und Steuerungselementen aus dem Feld abzugleichen und somit das Verhalten des Prozesses vorwegzunehmen. Das hilft zum Beispiel Elektrolyseherstellern oder EPCs ungemein, wenn es darum geht, die Skalierungseffekte von größer werdenden Anlagen vorab zu bewerten. Letztendlich ermöglicht das eine bessere Betriebsführung – mit höherer Effizienz, geringeren Kosten und einer höheren Lebensdauer der Komponenten.
Haben Sie denn schon eine solche Skalierung bei einem Elektrolyseurhersteller umgesetzt, so dass Sie von den Erfahrungen berichten können?
Erste Projekte in der Wasserstoffbranche haben wir global sehr viele. Zum Beispiel haben wir die weltgrößte PEM-Elektrolyseanlage mit Steuerung, Ventilen und Instrumenten ausgestattet. Sie steht bei Air Liquide in Bécancour, Kanada. Auch die Einbindung in den örtlichen Chemieprozess hat Emerson umgesetzt.
Wir können dabei auf unser Know-how aus anderen Branchen zurückgreifen. Ganz gleich, welche Elektrolysetechnologie – PEM, alkalische, AEM – zum Einsatz kommt, skalierte Elektrolyseure brauchen alle zum Beispiel sehr viel Wasser. Das Wasser muss demineralisiert und zum Elektrolyseur transportiert werden und dort mit der richtigen Temperatur und dem richtigen Druck ankommen. Wir kümmern uns darum, alle diese Größen zu messen, die passenden Ventile und Armaturen zu finden und den Prozess zu steuern – über den Elektrolyseur über die Gastrennung und -trocknung bis hin zur Gasanalytik am Ende, um zu prüfen, welcher Qualitätsstufe der Wasserstoff entspricht.
Die Stack-Produktion ist grundsätzlich schon weit automatisiert. Die Bipolarplatten werden zum Beispiel automatisch verschraubt. Auch dabei kommen teilweise Emerson-Komponenten zum Einsatz, zum Beispiel, um Bauteile mit Druckluft in eine bestimmte Position zu bringen.
Für welche Firmen in der Wasserstoffbranche ist die Automatisierung oder sonstige Optimierung zusammen mit Emerson denn außerdem interessant?
Wir sind in der gesamten Wasserstoffwertschöpfungskette aktiv: In der H2-Erzeugung, im Transport und der Verteilung sowie bei den Endverbrauchern. Ein Endverbraucher von Wasserstoff kann ein großer Chemiekonzern, Stahlkonzern oder eine Raffinerie sein, aber auch ein Unternehmen aus den Branchen Papier, Life Science und Zement. Wir haben zum Beispiel bei einem unabhängigen Betreiber aus Südkorea ein System aus zahlreichen H2-Tankstellen installiert. Er sieht nun genau, wie viel Wasserstoff zu welcher Zeit an welchen Tankstellen benötigt wird, wie viele Tankvorgänge stattfinden, ob irgendwo Probleme auftreten und welche logistischen Maßnahmen er zu treffen hat, um seine Lieferlogistik an den Bedarf anzupassen. Solche übergeordneten Steuerungen und Systemarchitekturen zur Aufnahme von Daten und Signalen spielen auch in großen Projekten der Sektorenkopplung eine Rolle, bei denen von der Erzeugung von grünem Strom mit Wind oder Photovoltaik über die Erzeugung von Wasserstoff durch Elektrolyse bis hin zur Verteilung über Pipelines und Tankstellen oder an Brennstoffzellen alle Schritte überwacht und aufeinander abgestimmt werden können.
In einem anderen Fall haben wir eine komplette Mischstation für die Einspeisung von Wasserstoff ins Erdgasnetz geliefert. Dabei haben wir mit einem Partner aus dem Anlagenbau zusammengearbeitet. Für einen Hersteller von Wasserstoffanlagen und EPCs ist das von großem Vorteil. Er verfügt über einen zentralen Ansprechpartner für alle Aspekte der Automatisierung, der alles aus einer Hand liefert. Das ist nicht nur deutlich schneller, sondern bringt auch einen eindeutigen CAPEX-Vorteil auf Seiten des Herstellers.
Geht das alles schnell genug, um den Hochlauf einer Wasserstoffindustrie zu stemmen?
Damit der Hochlauf gelingt, müssen alle Teile der Industrie gemeinsam skalieren. Da hilft kein Silodenken für einzelne Anlagen oder Hersteller. Viele Elektrolyseurhersteller machen bei der Skalierung einfach bereits Bekanntes in mehr und größer. Aber wenn man die Systemarchitektur nicht anpasst, erhöhen sich CAPEX-Kosten, und es bestehen Ineffizienzen, die gar nicht sein müssten. Eine frühzeitige Auseinandersetzung mit dem Gesamtkonzept Automatisierung, jenseits der Entwicklung neuer Membranen oder sonstiger Forschungsaufgaben, hat ein hohes Potenzial zur Kostensenkung. Um das zu heben, muss man frühzeitig vielerlei Ideen und Konzepte prüfen und benötigt einen Automatisierungspartner mit einem kompletten Portfolio. Alle müssen ihren Partnern gegenüber so weit wie möglich mit offenen Karten spielen, um gemeinsam Potenziale zu identifizieren.
Können wir es mit einer guten Automatisierung in Deutschland und Europa schaffen, in der Wasserstofftechnik wettbewerbsfähig zu bleiben?
Wir haben in Europa eine unglaubliche Bandbreite an Firmen und Unternehmen aus der Wasserstoffwirtschaft, speziell in Deutschland. Die Technologien dieser Firmen haben einen sehr hohen technologischen Reifegrad – die Anlagen werden global exportiert. Es gibt viele Firmen mit viel Know-how. Selbst wenn die Personalkosten hier höher sind, fällt das gegenüber einem anderen Aspekt kaum ins Gewicht. Das Problem sind vielmehr die Regularien und die Politik. In den USA gibt es beispielsweise den Inflation Reduction Act, bei dem die Firmen sehr viel Unterstützung bekommen, wenn ihre Wertschöpfung in den USA liegt. Das zielt insbesondere auf Unternehmen aus den Bereichen Umwelt und Nachhaltigkeit, wie zum Beispiel Hersteller von Wasserstoffanlagen oder Teilbereiche der Wasserstoffwertschöpfungskette. Das ist wegweisend für die europäische Industrie, das heißt, hier muss Europa dringend nachsteuern.
Ein anderes Thema ist, dass die Genehmigungen für Projekte und Anlagen in Europa viel zu lange dauern und zu verschieden sind. Ein einheitliches Regelwerk würde vieles vereinfachen. Aber nicht nur bei den Genehmigungen, auch bei anderen politischen Zusagen, wie zum Beispiel Förderungen und Vorgaben oder Zielen, dauert es in Europa sehr lange. Ein Beispiel ist die RED-III-Richtlinie. Die EU hat nun höhere Gesamtziele verkündet und die Beschleunigung der Genehmigungsverfahren fortgeschrieben. Trotzdem dauern die Verfahren noch zu lange. Wenn die Industrie der Wasserstoffwirtschaft in Europa und in Deutschland bleiben und weiter skalieren soll, muss hier also vieles schneller werden.
Zur Person:
Tassilo Gast ist Emerging Market Business Development Manager für die Region DACH (Deutschland, Österreich, Schweiz) bei Emerson. Das Unternehmen mit rund 70.000 Beschäftigten weltweit ist auf Automatisierungslösungen spezialisiert. Zu seinen Angeboten gehören Hardware wie Ventile und Messtechnik, Software für Simulation und Betriebsführung sowie Dienstleistungen wie Beratung und Planung. Im Mai 2022 erlangte Emerson eine Mehrheit an der Firma AspenTech, einem Spezialisten für Software zur Prozesssimulation. Emerson ist für Kunden verschiedener Branchen tätig, von der Brauerei bis zur Raffinerie. Auch in der Wasserstoffbranche hat Emerson viele Kunden. Der Hauptsitz des Unternehmens liegt in Saint Louis im US-Bundesstaat Missouri.
Normung ist zwar ein sehr trockenes, aber auch ein sehr wichtiges Thema – insbesondere, wenn ein komplett neuer Wirtschaftszweig etabliert werden soll. Aus diesem Grund haben verschiedene Institutionen aus Wissenschaft, Politik, Wirtschaft und Gesellschaft Anfang August 2023 einen Steuerungskreis für Wasserstoffnormung ins Leben gerufen.
Wie es in einer Pressemeldung heißt, ist dieses 26-köpfige Gremium für die „strategische Begleitung der Arbeiten an der Normungsroadmap Wasserstofftechnologien“ gedacht. Ziel ist, durch eine „abgestimmte Vorgehensweise für die technische Regelsetzung den Ausbau von Wasserstofftechnologien in Deutschland zu beschleunigen“ und eine Wasserstoffroadmap auf den Weg zu bringen, durch die der Ausbau einer Wasserstoffwirtschaft sowie einer entsprechenden -infrastruktur unterstützen werden soll.
Zur Leiterin dieses Steuerkreises wurde Dr. Kirsten Westphal, Mitglied der Hauptgeschäftsführung des Bundesverbands der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW), gewählt. Westphal erklärte: „Die Roadmap wird dabei helfen, Bedarfe zu identifizieren und konkrete Umsetzungsprojekte im Bereich der technischen Regelsetzung von Wasserstofftechnologien direkt zu initiieren.“
Institutionelle Unterstützung erhält das Gremium vom Deutschen Institut für Normung (DIN), Deutschen Verein des Gas- und Wasserfaches (DVGW), Verein für die Normung und Weiterentwicklung des Bahnwesens (NWB), Verband der Automobilindustrie (VDA), Verein Deutscher Ingenieure (VDI), Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) sowie von der Deutschen Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik (DKE). Finanzielle Förderung kommt seit Januar 2023 vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz.
Die offizielle Auftaktveranstaltung zu diesem bis November 2025 laufenden Verbundprojekt fand im März 2023 online mit 1.300 Teilnehmenden statt. Die geplante H2-Roadmap soll jetzt in insgesamt 39 Arbeitsgruppen in einem „offenen und transparenten Prozess“, an dem sich „alle Interessierten beteiligen können“, erarbeitet werden. Ein erster Entwurf soll im Sommer 2024 vorliegen.
Seit August 2023 wird der Deutsche Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Verband (DWV) e.V. wieder allein von Werner Diwald vertreten. Thorsten Kasten, der vom Deutschen Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. entsendete Vertreter, schied Ende Juli aus dem DWV-Vorstand aus und gab somit auch seinen Posten als gleichberechtigter zweiter Vorstandsvorsitzender ab. Gemäß Mitteilung des DWV sind damit die Restrukturierungs- und Professionalisierungsmaßnahmen der vergangenen zwei Jahre nunmehr abgeschlossen.
DVGW und DWV waren in den vergangenen Jahren zeitweise aufeinander zugegangen, um enger miteinander zu kooperieren (s. HZwei-Heft Jan. 2019), was unter anderem in einem „erfolgreichen Aufbau der Geschäftsstelle“ sowie eines „schlagkräftigen Teams“ in Berlin mündete, wie es vom DWV hieß. Es werde auch weiterhin eine Zusammenarbeit zwischen den Verbänden geben, ist zu hören. Aber die ursprünglich anvisierte engere Kooperation ist mit dem Ausscheiden Kastens endgültig vom Tisch.
Vor rund 20 Jahren weckte das Sonnenenergie- und Passivhauskonzept die Begeisterung des Ehepaares Napierała. Die beiden fuhren damals regelmäßig nach Freiburg und lernten dort die Pioniere der Photovoltaiktechnologie kennen. „Ich habe dort sehr viele Ideen mitbekommen. Es war eine Zeit des Aufbruchs. Bei den Messen kamen wir zusammen und haben unsere Visionen und Gedanken ausgetauscht. Es war eine fantastische Stimmung“, schwärmt Piotr Napierała. Insbesondere die Passivhausidee hat ihn bis heute geprägt. Sein Augenmerk liegt stets auf den Vorteilen effizienter Mikronetze und energetischer Insellösungen. „Das ist einfach das, was mich begeistert. Bei meinen Besuchen in Freiburg habe ich mich gern mit den Lösungen von Hydrogenics beschäftigt und mit Leuten dort darüber diskutiert. Ich mag kleine, geschlossene Strukturen, die ich optimieren kann“, erzählt der gelernte Physiker.
Dorota und Piotr Napierała haben ihr Ziel klar vor Augen: Mit dem Wasserstoffhaus von Virtud sollen dessen jährlichen Energiekosten bei nicht mehr als 500 zl liegen, was ungefähr 123 Euro entspricht. Piotr hält nichts von Großprojekten und ist auch nicht von den überdimensionierten Wasserstoffplänen vieler prominenter Großunternehmen überzeugt. Er glaubt, dass sich in vielen kleinen Schritten und mit passgenauen Maßnahmen vor Ort, insbesondere mit Wasserstoff, viel erreichen lässt.
Großes Potential in der polnischen PV-Branche
Ehepaar Napierała empfängt seine Geschäftspartner und Interessenten in einem schönen, weißen Neubau in einem Vorort von Poznań auf dem Firmengelände von Virtud. Die beiden Inhaber eines Photovoltaikinstallationsbetriebs besaßen in der Vergangenheit schon mehrere Unternehmen in der Erneuerbare-Energien-Branche. Seit 2015 sind sie auf PV-Technik spezialisiert. Die Entwicklung des Virtud-Wasserstoffsystems verstehen die Eheleute als logische Weiterentwicklung zur Verbreitung erneuerbarer Energien in der ganzen Welt – speziell in Polen, wo die Photovoltaikbranche gerade boomt.
Ende Januar dieses Jahres betrug die Gesamtleistung installierter PV-Anlagen bei dem östlichen Nachbarn Deutschlands insgesamt über 12,5 GW. Im Jahr davor lag sie noch bei 7,6 GW. Damit hat sich die Photovoltaikleistung in Polen binnen eines Jahres fast verdoppelt. Auf Sonnenenergie entfällt damit gut 54 Prozent der gesamten Erneuerbare-Energien-Leistung in Polen.
Autoakkus als Solarstromspeicher
Mit der massiven Steigerung der Stromproduktion aus Photovoltaik kommen aber auch große Herausforderungen auf die Branche zu. Es geht vor allem um die Energiespeicherung in den Nachtstunden und während der sonnenarmen Jahreszeiten Herbst und Winter.
Virtud hat diese Probleme auf eine interessante Art gelöst. Statt horrende Summen für Energiespeicher auszugeben, hat das Unternehmen für eine relativ kleine Summe große Mengen an gebrauchten Batterien aus dem in Polen beliebten Nissan Leaf ersteigert. Die Batterien werden zu Blöcken zusammengefügt, die die tagsüber produzierte Solarenergie speichern und in den Nachtstunden wieder abgeben können. Der Unternehmer rechnet vor, dass der Preis der Lösung mit den E-Autobatterien lediglich einem Zwölftel des Preises für einen neuen Energiespeicher entspricht.
Wenn man aber die Schwankungen zwischen den Sommer- und Wintermonaten überwinden will, reichen die Batterien nicht aus. In diesem Fall ist Wasserstoff gefragt. „Mithilfe von Sonne und Wind produzieren wir grünen Wasserstoff, der in den Zeiten des Jahres, in denen der Bedarf am größten ist, als Energieträger dienen wird”, erklärt Piotr Napierała.
Weiterentwicklung der Energiebranche
Dass sich die erneuerbaren Energien stetig weiterentwickeln und der Wasserstoff nur ein logischer Schritt ist, davon sind die Napierałas überzeugt. Als Unternehmer haben sie in Polen schon mehrere Etappen der Entwicklung der Erneuerbaren mitgemacht und immer wieder festgestellt, wie dynamisch dieser Prozess abgelaufen ist. Das gilt auch für die bürokratischen und rechtlichen Aspekte, wie Dorota Napierała ausführt. Sie ist für alle Genehmigungen und Anträge im Unternehmen verantwortlich. „Beim Wasserstoff liegt ein langer Weg des Lernens vor uns“, sagt sie.
In Polen wurden in den letzten Jahrzehnten viele sehr komplexe Gesetze zu erneuerbaren Energien erlassen. Im Jahr 2014 wurde die Einspeisung des Stroms ins Netz möglich gemacht. Für die Buchhaltung und Verwaltung war das eine ganz neue Welt. Frau Napierała hat viel Zeit mit Gesprächen und Telefonaten mit den zuständigen Behörden verbracht, bis beide Seiten die neuen Gesetze verinnerlicht hatten. „Es ist immer ein Lernprozess. Wir lernen voneinander. Beim Wasserstoff wird es ähnlich sein. Die Behörden sind heute viel offener geworden. Bei Fragen und Unklarheiten rufen sie sogar an, und man geht die Formulare nochmals durch. Wir sind seit Jahren in einem beidseitigen Lern- und Kommunikationsprozess. Das macht alles leichter”, erklärt die Mitinhaberin von Virtud.
Ein Modell für die Zukunft
In dem 200-m2-Haus, das die Napierałas energetisch durchoptimieren und als Modellhaus präsentieren, fallen nicht nur die Nutzung der Sonnenenergie und eine Wärmepumpe auf, sondern auch der große Raum rechts des Eingangs. Hier steht ein 2,4-kW-Elektrolyseur des deutschen Herstellers Enapter, das erste von Piotr Napierała eingebaute Gerät. „Es sollen noch viele, viele weitere folgen“, sagt der Mittvierziger. Im Modulschrank sind noch weitere Geräte installiert, die unter anderem das Wasser reinigen. Es ist aber noch ausreichend Platz für weitere Elektrolyseure da.
Aus dem Vorführraum wird gerade ein Zugang zum H2-Speicher gelegt. Der Tank ist schon bestellt. Dann wird es möglich sein, Fahrzeuge mit Wasserstoff zu betanken. Das ist der nächste Schritt, an dem Piotr Napierała arbeitet.
