Grüner Wasserstoff: Neuer Atlas zeigt erstmals die weltweiten Power-to-X-Potenziale
Kassel 06.06.2021 (pm) Viele Regionen der Welt bieten gute Bedingungen für die Produktion von grünem Wasserstoff sowie regenerativ erzeugten synthetischen Kraft- und Brennstoffen. Wie groß die jeweiligen Potenziale im Detail sind, zeigt der erste globale Power-to-X-Atlas, den das Fraunhofer Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE jetzt vorgelegt hat. Die Bewertung der technischen und ökonomischen Potenziale basiert auf umfangreichen Analysen beispielsweise der Flächenverfügbarkeit und den Wetterbedingungen. Auch Faktoren wie die lokale Wasserverfügbarkeit, den Naturschutz, die Investitionssicherheit oder die Transportkosten haben die Forscher berücksichtigt. Der PtX-Atlas ist online verfügbar ab dem 1. Juni 2021.
Auf synthetischen, mit grünem Wasserstoff hergestellten Brenn- und Kraftstoffen ruhen große Hoffnungen: Sie sollen fossile Energien in Industrie, Verkehr und anderen Bereichen ersetzen. Wie viele andere Länder auch misst Deutschland diesen PtX-Energieträgern in seiner Klimapolitik einen hohen Stellenwert bei.
Doch wo könnten die CO2-neutralen Brenn- und Kraftstoffe zu welchen Kosten in welcher Menge auf nachhaltige Weise produziert werden – und welche Kosten verursacht deren Export? Das stellt jetzt der weltweit erste PtX-Atlas des Fraunhofer IEE im Detail dar. In ihrer Untersuchung haben sich die Experten auf die Standorte außerhalb des europäischen Wirtschaftsraumes konzentriert.
Der PtX-Atlas ist im Rahmen des vom Bundesumweltministerium geförderten Projekts DeVKopSys entstanden. Ziel des Projekts ist es, mit den klimapolitischen Zielen der Bundesregierung verträgliche Entwicklungspfade im Verkehrssektor in Rückkopplung mit anderen Sektoren des Energiesystems wissenschaftlich zu untersuchen.
»Unser Atlas zeigt, dass in vielen Regionen der Welt langfristig große Mengen an PtX-Energieträgern regenerativ produziert und exportiert werden können – wobei es von Standort zu Standort durchaus erhebliche Unterschiede gibt«, sagt Norman Gerhardt, Leiter Energiewirtschaft und Systemanalyse beim Fraunhofer IEE. Er schränkt jedoch ein: »Trotz des großen Potenzials können grüner Wasserstoff und grüne synthetische Brenn- und Kraftstoffe immer nur Ergänzung sein. Die Steigerung der Energieeffizienz und der direkte Einsatz erneuerbaren Stroms muss stets Priorität haben.«
»Mit dem Atlas können Interessenten unter anderem die für PtX in Frage kommenden Flächen, die dort erreichbaren Volllaststunden und möglichen Erzeugungsmengen, die jeweiligen Gestehungskosten für die verschiedenen PtX-Energieträger sowie die Kosten für deren Transport nach Europa abrufen«, erläutert Maximilian Pfennig vom Fraunhofer IEE, der den PtX-Atlas entwickelt hat.
Ausreichende Mengen für den verbleibenden Bedarf
Die Forscher kommen in ihrer Untersuchung zu dem Ergebnis, dass sich außerhalb Europas langfristig insgesamt etwa 109.000 Terawattstunden flüssigen grünen Wasserstoff beziehungsweise 87.000 Terawattstunden synthetische Kraft- und Brennstoffe (Power to Liquids, kurz PtL) herstellen ließen. Dieses Gesamtpotenzial kann realistischerweise jedoch nur zum Teil erschlossen werden – unter anderem, weil mancherorts keine ausreichende Investitionssicherheit gegeben ist, oder weil es an nötiger Infrastruktur fehlt.
Berücksichtigt man diese Faktoren, liegt das umsetzbare Potenzial aber immer noch bei 69.100 Terawattstunden Wasserstoff beziehungsweise 57.000 Terawattstunden PtL. Zum Vergleich: Für die globale Luftfahrt werden 2050 insgesamt mindestens 6.700 Terawattstunden, für den weltweiten Schiffsverkehr 4.500 Terawattstunden PtL benötigt.
Rechnet man die zur Verfügung stehenden Mengen nach dem heutigen Anteil an der Weltbevölkerung auf Deutschland herunter, stehen 770 Terawattstunden Wasserstoff beziehungsweise 640 Terawattstunden PtL zur Verfügung. »Das genügt, um den verbleibenden Brenn- und Kraftstoffbedarf zu decken – vorausgesetzt, Energieeffizienz und direkte Stromnutzung haben jederzeit absoluten Vorrang«, sagt Gerhardt.
