Der Pumpenhersteller Wilo hat Ende September seine Wasserstoffanlage am Firmensitz in Dortmund in Betrieb genommen. Sie besteht aus einer Photovoltaikanlage auf dem Dach der Smart Factory, einem Elektrolyseur von Enapter, einem Wasserstoffspeicher sowie einer Brennstoffzelle von Proton Motor.

Der Pumpenhersteller Wilo hat Ende September seine Wasserstoffanlage am Firmensitz in Dortmund in Betrieb genommen. Sie besteht aus einer Photovoltaikanlage auf dem Dach der Smart Factory, einem Elektrolyseur von Enapter, einem Wasserstoffspeicher sowie einer Brennstoffzelle von Proton Motor. (Bild: Wilo)

Mit sogenannten Klimaschutzverträgen will die Bundesregierung die Mehrkosten für die Umstellung auf saubere Produktionsverfahren wie grünen Wasserstoff abfedern. Die Industrie fordert eine Ausweitung auf den Mittelstand und auch das Tempo bei der Umsetzung ist von großer Bedeutung.

Laut dem Ende vergangenen Jahres vorgelegten Entwurf für eine Förderrichtlinie sollen sich Unternehmen in Ausschreibungen für Klimaschutzverträge bewerben können. Ziel der Maßnahme ist vor allem die Umsetzung zu ermöglichen und zu beschleunigen. Dabei sollen insbesondere die Mehrkosten ausgeglichen werden, die Unternehmen bei der Errichtung und Betrieb von neuen im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen entstehen. Dies gilt etwa für den Wechsel in der Stahlerzeugung vom Hochofen auf die Direktreduktion mit Wasserstoff. Laut Entwurf ist eine Vertragslaufzeit von 15 Jahren geplant.

Timm Kehler, Vorstand der Initiative Zukunft Gas
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„Insgesamt wird die Richtlinie die Investitionen in Elektrolyseure und klimaneutrale Anlagen massiv befördern.“

Dr. Timm Kehler, Vorstand der Initiative Zukunft Gas
(Bild: Initiative Zukunft Gas)

Strom muss aus erneuerbaren Energien stammen

Die Umsetzung der auch Carbon Contracts for Difference (CCfD) genannten Verträge soll an diverse Kriterien gebunden sein: So muss bei den Vorhaben grüner oder blauer Wasserstoff als Energieträger vorhanden sein beziehungsweise muss der eingesetzte Strom aus erneuerbaren Energien stammen. Wer einen Vertrag abschließt, ist gefordert, seine Anlage innerhalb von zwei Jahren in Betrieb zu nehmen. Dann erfordert die Vorgabe eine CO₂-Ersparnis von 60 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Technologien.

Eine weitere Anforderung ist laut Entwurf, dass mit der eingesetzten Technologie oder dem Energieträger theoretisch eine Reduktion um 95 Prozent möglich sein muss. Nach den derzeitigen Planungen können auch CO₂-Abscheide- und Speicherprojekte, sogenannte Carbon Capture & Storage (CCS), in den Genuss der Förderung kommen.

Manfred Limbrunner, Director Governmental Affairs & Communication bei Proton Motor
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„Der Energieträger Wasserstoff ist zentral zur Erreichung der Ziele der Energiewende.“

Manfred Limbrunner, Director Governmental Affairs & Communication bei Proton Motor
(Bild: Proton Motor)

CO2-Zertifikatepreis als Gradmesser für die Förderung

Mit diversen eingebauten Maßnahmen will die Bundespolitik eine ineffiziente Förderung verhindern, und eine Überkompensation vermeiden. Ein Gradmesser soll hier der CO2-Zertifikatepreis sein. Laut Entwurf endet die staatliche Förderung dann, wenn während der Vertragslaufzeit der tatsächliche CO₂-Preis den bei Abschluss zugrundeliegenden Preis übersteigt. In diesem Fall ist sogar eine Rückzahlpflicht für die Unternehmen im Gespräch.

Mehrjährige Planungs- und Investitionssicherheit

Trotz dieser Hürden ist die Zustimmung sowohl in der Energiewirtschaft als auch in der Industrie groß. „Carbon Contracts for Difference sind ein gutes Förderinstrument, das den Vertragspartnern grundlegend mehrjährige Planungs- und Investitionssicherheit bietet. So können konkrete Projekte der Industrie mit Elektrolyseanlagen in Umsetzung gebracht werden“, heißt es vom Energiekonzern E.on.

Allerdings beklagt man, dass das Instrument gegenwärtig auf wenige Industriebereiche wie Stahl oder Chemie beschränkt ist. Hier fordert man bei Eon eine Ausweitung auf den Mittelstand, bei dem in Deutschland die größte Wertschöpfung stattfinde und der die meisten Arbeitsplätze stelle. Und auch Tempo sei gefragt. Um eine schnelle Umsetzung zu ermöglichen, sollte ein Förderkonzept implementiert werden, welches keine beihilferechtliche Notifizierung bei der EU-Kommission benötigt und etwa unter die Allgemeine Freistellungsverordnung falle.

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(Bild: mi connect)

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Investitionen in Elektrolyseure und klimaneutrale Anlagen fördern

Auch bei der 'Initiative Zukunft Gas' ist man optimistisch: „Insgesamt wird die Richtlinie die Investitionen in Elektrolyseure und klimaneutrale Anlagen massiv befördern, da die Betriebskostendifferenzen zwischen den herkömmlichen und klimafreundlicheren Verfahren ausgeglichen werden“, sagt der Vorstand Dr. Timm Kehler. Der Gasverband erwartet mit der Einführung solcher Klimaschutzverträge einen deutlichen Anstieg wasserstoffbasierter Technologien in der Industrie, schließlich sehe die Förderung einen zweistelligen Milliardenbetrag vor.

Auch günstigen blauen Wasserstoff fördern

Nach der Einschätzung von Kehler wird die neue Richtlinie dabei helfen, entsprechende Projekte deutlich wirtschaftlicher darzustellen. Insbesondere durch die Förderfähigkeit von blauem Wasserstoff – hergestellt durch Dampfreformierung von Erdgas und anschließender Speicherung oder Nutzung des CO₂ in einem geschlossenen klimaneutralen Kreislauf – erwartet sich der Verband eine deutlich wachsende Nachfrage. „Damit werden wir einen beschleunigten Hochlauf von Wasserstoffkapazitäten in Deutschland sehen. Ohne solche Maßnahmen würden entsprechende Transformationsprozesse sehr viel langsamer in Gang kommen, da die Kosten für die Umstellung auf den gasförmigen Energieträger deutlich höher wären“, so der Chef von Zukunft Gas.

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Unterirdische CO₂-Einspeicherung bereits realisierbar

Viel verspricht man sich von blauem Wasserstoff. Die Realisierbarkeit der unterirdischen CO₂-Einspeicherung sei vielfach unter Beweis gestellt worden. Mit Projekten wie beispielsweise Northern Lights des Zukunft Gas Mitglieds Equinor stehe Deutschland bereits Optionen für dessen Umsetzung zur Verfügung. Die Vorteile sind laut Kehler deutlich erkennbar: „Aktuell liegen die Kosten von blauem Wasserstoff ungeachtet der hohen Preise für Erdgas rund das dreifache unter dem von grünem Wasserstoff.“

Allerdings sind Zukunft Gas die vorliegenden Vorgaben für CCS-Projekte und blauen Wasserstoff zu restriktiv. Genannt werden hier etwa die Richtmarken von über 73 Prozent an CO₂-Einsparungen. Zudem beklagt man die mangelnde Berücksichtigung der Herstellung synthetischer Kraftstoffe. Dies stelle eine Benachteiligung von Caron Capture & Usage (CCU)-Projekten dar.

Antwort auf den Inflation Reduction Act der USA

Dennoch sieht Zukunft Gas eine immense Chance für Anlagenbaus">den deutschen Maschinen- und Anlagenbau. Dieser verfüge bereits heute über weltweit führende Technologien zur Abscheidung, Speicherung und Nutzung von Kohlendioxid, die bislang im Ausland zum Einsatz kommen, jedoch auch in Deutschland genutzt werden sollten. „Auch deshalb ist es extrem wichtig, dass die Richtlinie schnell in Kraft tritt und die ersten Klimaschutzverträge rasch geschlossen werden können“, fordert Kehler. Die USA haben mit dem Inflation Reduction Act ein großes Investitionsprogramm gestartet, das auch viele deutsche Elektrolyseur-Produzenten in Richtung USA blicken lässt. Für Kehler ist die daraus resultierende Antwort klar: „Hier müssen Deutschland und die Europäische Union rasch attraktive Alternativen präsentieren, um nicht den Anschluss zu verlieren.“

Unterschiedliche Herstellung von H2

  • Grüner Wasserstoff wird mittels Elektrolyse von Wasser hergestellt, wobei für die Elektrolyse ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energien zum Einsatz kommt. Unabhängig von der gewählten Elektrolysetechnologie erfolgt die Produktion von Wasserstoff CO2-frei, da der eingesetzte Strom zu 100 Prozent aus erneuerbaren Quellen stammt und damit CO₂-frei ist.

  • Grauer Wasserstoff wird aus fossilen Brennstoffen gewonnen. In der Regel wird bei der Herstellung Erdgas unter Hitze in Wasserstoff und Kohlendioxid umgewandelt (Dampfreformierung). Das CO₂ wird anschließend ungenutzt in die Atmosphäre abgegeben und verstärkt so den globalen Treibhauseffekt: Bei der Produktion einer Tonne Wasserstoff entstehen rund 10 Tonnen Kohlendioxid.

  • Blauer Wasserstoff ist grauer Wasserstoff, dessen CO₂ bei der Entstehung jedoch abgeschieden und gespeichert wird (engl. Carbon Capture and Storage, CCS). Das bei der Wasserstoffproduktion erzeugte Kohlendioxid gelangt so nicht in die Atmosphäre und die Wasserstoffproduktion kann bilanziell als CO2-neutral betrachtet werden.

  • Türkiser Wasserstoff wird über die thermische Spaltung von Methan (Methanpyrolyse) hergestellt. Anstelle von CO₂ entsteht dabei fester Kohlenstoff. Voraussetzungen für die CO₂-Neutralität des Verfahrens sind die Wärmeversorgung des Hochtemperaturreaktors aus erneuerbaren Energiequellen, sowie die dauerhafte Bindung des Kohlenstoffs. - Quelle: BMBF

MAN setzt auf Tochter H-TEC Systems zugunsten von H2

Auch bei MAN ist man der Meinung, dass keine Zeit zu verlieren ist. Die geplanten Klimaschutzverträge sind laut dem Maschinenbauer zwar ein „erster Schritt in die richtige Richtung“, aber die Zeit laufe auch davon. Man müsse endlich anfangen, klimafreundliche Technologien in industriellen Größenordnungen umzusetzen. Die Aktivitäten im Bereich Wasserstoff konzentrieren sich bei MAN unter anderem auf das Tochterunternehmen H-Tec Systems.

Dieses soll in den nächsten Jahren zu einem der Top-3-Anbieter für Elektrolyseure zur Produktion von grünem Wasserstoff werden. In Hamburg ist eine entsprechende Gigafactory bereits in Planung. Und auch im Bereich Carbon Capture ist der Maschinenbaukonzern aktiv. So baut man etwa für HeidelbergCement im norwegischen Brevik die nach eigenen Angaben weltweit erste großtechnische CO2-Abscheideanlage der Zementindustrie.

Wasserstoff notwendig zur Erreichung der Ziele der Energiewende

Beim Wasserstoff-Brennstoffzellen-Produzenten Proton Motor sieht man die CCfD als Instrument auf Deutschlands Weg zum 'Technologieführer bei CO₂-armen Schlüsseltechnologien'. Das Unternehmen aus Puchheim bei München hofft auch auf eine Stärkung des Wasserstoffs. „Der Energieträger ist zentral zur Erreichung der Ziele der Energiewende“, sagt Manfred Limbrunner. Der Director Governmental Affairs & Communication bei Proton Motor kann sich jedoch durchaus vorstellen, dass der Entwurf zu den Klimaschutzverträgen noch eine Nachbesserung aus Brüssel hinsichtlich EU-regulatorischer Marktszenarien und -mechanismen erfährt.

Nach seiner Einschätzung sind die Bedingung von Investitionsentscheidungen und Kostenrisiken der Industrie von der Richtlinienentscheidung unübersehbar. Auch Limbrunner rät zur Tempoaufnahme: „Schon für die strategische Planungssicherheit sollte zügige Finalisierung angestrebt werden.“ Allerdings sei auch klar, dass anfangs „individuelle Erfahrungen mit dem neuen Instrument“ gesammelt werden müssten.

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Große Chancen für Maschinen- und Anlagenbau

Nichtsdestotrotz geht der Manager davon aus, dass der Maschinen- und Anlagenbau in Deutschland von den Anschubfinanzierungen für den industriellen Transformationsprozess profitieren wird. Proton Motor selbst feiert in diesem Jahr sein 25-jähriges Firmenjubiläum und bezieht seinen zweiten modernen Produktionsstandort im Großraum München. Mit dem Meilenstein in Richtung Industrialisierung und Serialisierung reagiert man auf das rasante Marktwachstum. Für Limbrunner ist das ein klares Zeichen: „Die Versiebenfachung der Produktionsfläche im Vergleich zum aktuellen Hauptsitz gibt ein Statement darüber ab, was Wasserstoff mit seinen verwandten Technologien wie Brennstoffzellen für die Energiesicherheit und im Kampf gegen die globale Erderwärmung bedeutet.“

Stark wachsender Bedarf an dezentralen Energiespeichern

Aktuell beobachtet der Manager einen stark wachsenden Bedarf an dezentralen Energiespeichern auf grüner Wasserstoffbasis. Unter anderem hat Proton Motor für den Pumpenhersteller Wilo drei emissionsfreie Systeme 'HyFrame S36' geliefert. Diese werden als Komponenten in die Wilo-eigene Wasserstoffanlage 'H2Powerplant' in der Unternehmenszentrale eingebaut.

Die Zukunftsaussichten für die 'marktreife' Wasserstoff-Technologie sind nach Limbrunners Einschätzung rosig. Die Überarbeitung der 'Nationalen Wasserstoffstrategie' (NWS) schaffe die Rahmenbedingungen für einen zeitnahen und umweltverträglichen Markthochlauf. Dabei ist er sicher: „Das Grün wird Credo dieser Legislaturperiode und Dekade sein – sowie darüber hinaus bleiben.“

überarbeitet von: Dietmar Poll

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