Wissenswertes zum Thema Wasserstoff und Brennstoffzellen
1 Einleitung: Rettet Wasserstoff das Klima?
2 Energieversorgung von der Steinzeit bis heute
- 2 Energieversorgung von der Steinzeit bis heute
- 2.1 Der Energiebedarf wächst
- 2.2 Heutige Energiequellen
- 2.3 Grenzen der heutigen Energieversorgung
- 2.4 Ausweg Atomenergie?
- 2.5 Das richtige Timing: Speicher und Lastmanagement
- 2.6 Zukunftsszenarien für die Energiewende
- 2.7 Der Beginn der solaren Wasserstoffwirtschaft
- 2.8 Die Nationale Wasserstoffstrategie
3 Wasserstoff und seine Eigenschaften
4 Gewinnung von Wasserstoff
- 4 Gewinnung von Wasserstoff
- 4.1 Zukünftiger Wasserstoffbedarf
- 4.2 Herstellungsprozesse im Überblick
- 4.2.1 Die Elektrolyse: Hoffnungsträger für grünen Wasserstoff
- 4.2.1.1 Die Elektrolyse: Hoffnungsträger für grünen Wasserstoff
- 4.2.2 Reformierung von Kohlenwasserstoffen
- 4.2.2.1 Dampfreformer
- 4.2.2.2 Partielle Oxidation
- 4.2.2.3 Autothermer Reformer
- 4.2.3 Pyrolytische Prozesse auf Basis fester Kohlenwasserstoffe
- 4.2.4 Methanpyrolyse: Ein Traum in türkis
- 4.2.5 Kværner-Verfahren
- 4.2.6 Mikrobiologische Herstellung: Von Natur aus grün
- 4.2.7 Dissoziation: Wasserstoff aus dem Solarturm
- 4.2.8 Methanhydrat: Wasserstoff aus der Tiefsee?
- 4.3 Reinigung
- 4.4 Herstellungskosten
5 Speicherung von Wasserstoff
6 Transporte
7 Tankstellen-Infrastruktur
9 Brennstoffzelle
10 Einsatzgebiete
11 Wasserstoffmotor
12 Wasserstoff für die Industrie
13 Katalytischer Brenner
14 Kosten der Wasserstofftechnologien
15 Fazit und Ausblick
16 Anhang
17 Literatur
Teil 4.4 | Herstellungskosten
Die Kosten für fossilen Wasserstoff hängen stark vom Erdgaspreis ab. Einer Auswertung der Internationalen Energieagentur aus dem Jahr 2019 zufolge (IEA 2019) reichen sie von knapp 1 US-$/kg im Nahen Osten bis etwa 1,70 US-$/kg in Europa und China.
Einem Hintergrundpapier des Dialogprozess Gas 2030 zufolge liegen die Kosten für elektrolytisch hergestellten Wasserstoff bislang zwischen 7,2 und 21,5 Ct/kWh.
Einer Auswertung im Auftrag von Greenpeace Energy (Greenpeace Energy 2020) zufolge kostete Anfang der 2020er Jahre grüner Wasserstoff in Westeuropa mit 15 bis 18 Ct/kWh etwa doppelt so viel wie blauer Wasserstoff (Reformierung fossiler Energieträger und CCS) und dreimal so viel wie grauer Wasserstoff (Reformierung fossiler Energieträger ohne CCS). Die Studie betont allerdings, dass die Datenlage für blauen Wasserstoff „dürftig“ ist, da es kaum Erfahrung mit CCS gibt. In einigen Provinzen Chinas ist die Produktion von grünem Wasserstoff allerdings schon heute für weniger als 3 US-$/kg möglich. Elektrolyseure sind dort stellenweise bereits für 200 US-$/kW erhältlich. Bis 2030 könnten die Investitionskosten auf 115 US-$/kW fallen, schätzt BloombergNewEnergy Finance. In Europa müssen bislang 500 bis 1.500 Euro/kW angesetzt werden.
Neben den derzeit noch hohen Investitionskosten für Elektrolyseure sind die Kosten für die Erzeugung des Stroms von wesentlicher Bedeutung. Elektrische Energie aus Wind- und Solaranlagen ist in den vergangenen Jahren bereits deutlich günstiger geworden. Insbesondere in den sonnenreichen Regionen ist Ökostrom so billig, dass selbst ein Transport von Wasserstoff über die Weltmeere mittlerweile im Bereich des wirtschaftlich Denkbaren liegt.
Experten erwarten, dass ab 2030 grüner Wasserstoff dauerhaft konkurrenzfähig werden könnte (s. auch Kap. 14: Kosten der Wasserstofftechnologien).