Auswirkungen auf Kosten und Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff in Deutschland

Frontier Economics wurde von RWE beauftragt, die Auswirkung verschiedener Ansätze zur  Ausgestaltung der Grünstromkriterien auf Kosten und Verfügbarkeit von mittels Elektrolyse hergestelltem Wasserstoff (grüner Wasserstoff) in Deutschland zu untersuchen.

In der Neufassung der Erneuerbare-Energien-Richtlinie (RED II) wird ein Rahmen für die Anerkennung von Kraftstoffen für den Transportsektor festgelegt, die auf Basis von erneuerbarem Strom erzeugt wurden (auch als synthetische erneuerbare Kraftstoffe oder RFNBOs bezeichnet). Diese Kraftstoffe basieren auf "grünem Wasserstoff", d.h. Wasserstoff, der aus 100 % erneuerbarem Strom hergestellt wird. Es wird erwartet, dass grüner Wasserstoff – auch über den Transportsektor hinaus – eine zentrale Rolle in der europäischen Energiewende spielen wird. Zwar gelten die RED II-Kriterien direkt nur für den Transportsektor, es kann jedoch davon ausgegangen werden, dass sie den Standard für "grünen Wasserstoff" auch bei einem Einsatz in anderen Sektoren (z.B. Industrie oder Wärmesektor) setzen werden.

Die Europäische Kommission wird noch in diesem Jahr in einem delegierten Rechtsakt die Kriterien für den Einsatz erneuerbaren Stroms in der gesamten EU definieren. In unserer Studie zeigen wir, dass die Ausgestaltung dieser Kriterien nicht nur die Kosten, sondern auch die verfügbaren Mengen  grünen Wasserstoffs erheblich beeinflussen wird.

Auswirkung von Nachhaltigkeitskriterien auf die Produktionskosten von grünem Wasserstoff in Deutschland (Beispiel: Kombination von Solar-PV/Wind)

Unter sehr strengen Ökostrom-Kriterien können die Produktionskosten für grünen Wasserstoff von knapp unter 3 €/kg (unten links in der Abbildung) auf über 5 €/kg (oben rechts in der Abbildung) steigen. Entsprechend wird bei gegebener Elektrolyseurkapazität auch die Verfügbarkeit von erneuerbarem Strom für die grüne Wasserstoffproduktion begrenzt.

Unsere Ergebnisse lassen sich entlang der drei Nachhaltigkeitskriterien aus der RED II aufschlüsseln:

• Zusätzlichkeit (nutzbare EE-Stromanlagen) - Die Zulassung nicht geförderter bestehender EE-Anlagen (einschließlich Anlagen, deren Förderzeitraums abläuft) würde die Wasserstoffproduktionskosten um 1,1 €/kg senken und die verfügbaren Mengen für einen schnellen Hochlauf der Produktion von grünem Wasserstoff erhöhen.
• Zeitliche Korrelation (Abrechnungszeitraum für den Abgleich von Strom- und Wasserstoffproduktion) - Längere Abrechnungszeiträume, über die die fluktuierende Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien und der Verbrauch der Wasserstoffproduzenten abgeglichen werden, erhöhen die Auslastung der Elektrolyseure und senken die Kosten (bis zu 1,2 €/kg bei einem jährlichen gegenüber einem viertelstündlichen Abrechnungszeitraum). Lange Abrechnungszeiträume sichern die Zusätzlichkeit, während die Emissionseinsparungen kürzerer Perioden nicht eindeutig und vermutlich gering sind.
• Geografische Korrelation (räumliche Nähe zwischen Strom- und Wasserstoffproduktion) - Die Forderung nach räumlicher Nähe von Strom- und Wasserstoffproduktion erhöht die Kosten und schafft Unsicherheit für Investoren. Standortanreize für Elektrolyseure sollten so ausgestaltet werden, dass sie den Markthochlauf von grünem Wasserstoff unterstützen.

Da grüner Wasserstoff voraussichtlich eine wichtige Rolle für Europas Weg zur Klimaneutralität spielen wird, sollten die Kriterien in einer pragmatischen Weise definiert werden, die den Klimaschutzbeitrag sicherstellt und die zusätzlichen Kosten für Verbraucher und Industrie in Grenzen hält.

Den Bericht können Sie hier lesen.

Frontier berät regelmäßig Kunden aus dem öffentlichen Sektor und der Privatwirtschaft zu Fragen der Energie- und Klimapolitik.