Ein Projekt von BDI und acatech zur Wasserstoffpartnerschaft mit Australien © amophoto/AdobeStock

Projekt HySupply

Deutsch-Australische Machbarkeitsstudie zu erneuerbarem Wasserstoff

Erstmalig untersuchen der BDI und acatech, ob und wie eine interkontinentale Lieferkette von erneuerbarem Wasserstoff zwischen zwei Industriestaaten machbar ist. Das Ziel ist es, echte Geschäftsmodelle zu identifizieren, um den Weg für eine langfristige Wasserstoffpartnerschaft zwischen Deutschland und Australien zu ebnen.

Das Projekt ist ein Ergebnis des vorausgegangenen acatech/BDI-Kooperationsvorhaben „Wege in die Energiezukunft“, bei dem die letzte Fact-Finding-Mission nach Australien führte. Eine deutsche Delegation traf sich dort mit führenden Forschungseinrichtungen und Unternehmen im Bereich Wasserstoff. Die wichtigste Erkenntnis der Reise: Australien ist ein idealer Partner für eine langfristige Wasserstoffpartnerschaft mit Deutschland.

Holger Lösch, stellv. BDI-Hauptgeschäftsführer, über das Projekt HySupply © BDI

Australien ist reich an erneuerbaren Energien und verfügt über geringe Stromgestehungskosten für erneuerbarem Strom. Als einer der größten Energieexporteure hat das Land hervorragende Kompetenzen und Infrastrukturen für den Export von Rohstoffen. Um dieses Potenzial nutzen zu können, braucht Australien großskalige Wasserstoff-Technologien, allen voran im Bereich Elektrolyse. Während Deutschland derzeit Marktführer im Bereich Elektrolysetechnologien ist, wird das Land zukünftig einen großen Bedarf an CO2-armen Wasserstoffimporten haben. Eine mögliche Win-win-Situation!

Ziele des Projekts

HySupply hat zum Ziel die Machbarkeit einer Lieferkette von erneuerbarem Wasserstoff zwischen beiden Ländern zu untersuchen. Dazu untersucht seit Dezember 2020 ein deutsch-australisches Team aus führenden Unternehmen und Fachleuten aus der Wissenschaft entlang der gesamten Wertschöpfungskette bestehende regulatorische, ökonomische und technische Hemmnisse, die für die Entwicklung einer „Wasserstoff-Brücke“ zwischen Australien und Deutschland überwunden werden müssen. 

Als einen ersten Meilenstein hat die deutsche Projektgruppe ein Arbeitspapier erarbeitet, das Australien und Deutschland als geeignete Partner für Wasserstoff beleuchtet und vier Möglichkeiten für den interkontinentalen Transport von erneuerbarem Wasserstoff und wasserstoff-basierten Energieträgern untersucht: Flüssigwasserstoff (LH2), Liquid Organic Hydrogen Carriers (LOHC), Ammoniak (NH3) und Methanol (MeOH). Das Arbeitspapier kann auf Anfrage erworben werden.

Wichtig für das Projekt ist es schnell, konkret und in großen Dimensionen zu agieren. Deshalb versteht sich HySupply von Anfang an als eine Plattform für den kontinuierlichen Austausch und Dialog mit den australischen Partnern. Darüber hinaus wird aktiv das Match-Making von deutschen und australischen Unternehmen betrieben, um bereits während der Laufzeit des Projekts die richtigen Stakeholder zusammenzubringen. Damit soll die Anbahnung von konkreten Umsetzungsprojekten im industriellen Maßstab unterstützt werden.

Fragen und Antworten

Warum brauchen wir Wasserstoff aus Australien?

Dass Deutschland energieautark sein kann, ist eine Illusion. Dies wird insbesondere beim Thema Wasserstoff und wasserstoff-basierten Energieträgern deutlich. Die nationale Wasserstoffstrategie hat zum Ziel hierzulande bis 2030 fünf Gigawatt Elektrolyseleistung zu errichten. Das entspricht 420.000 Tonnen Wasserstoffproduktion. Dabei geht die Bundesregierung von einem Bedarf von bis zu drei Millionen Tonnen aus. Mit dem Blick über 2030 hinaus wird das Delta zwischen lokaler Produktion und Bedarf sogar noch größer. Aus der europäischen Wasserstoffstrategie wird deutlich, dass es zur Deckung der Wasserstoffnachfrage der EU Partnerschaften mit außer-europäischen Ländern braucht. Dementsprechend investiert die Bundesregierung der Entwicklung internationaler Wasserstoffpartnerschaften zwei Milliarden Euro. Für diese Partnerschaften sind eine Reihe von Ländern in der Diskussion – darunter Australien.

Australien hat die höchste Sonneneinstrahlung pro m² und hat ein theoretisches erneuerbaren Energien-Potenzial von 25.000 GW – fast viermal so viel wie derzeit weltweit errichtet. Zusammen mit windreichen Küsten verfügt Australien somit über geringe Stromgestehungskosten für erneuerbarem Strom. Als einer der größten Energieexporteure hat das Land hervorragende Kompetenzen und Infrastrukturen für den Export von Rohstoffen. Hinzukommen eine gleichgesinnte Kultur und gemeinsame Werte für Rechtsstaatlichkeit. Einer der wichtigsten Voraussetzung für eine zukünftige Wasserstoffpartnerschaft ist, dass Wasserstoff oder PtX-Produkte kostengünstig nach Deutschland transportiert werden können. Die Möglichkeiten dafür untersucht das Projekt und würde damit nicht nur den "Missing Link" zwischen beiden Ländern schließen, sondern auch zum Aufbau von weiteren internationalen Lieferketten von Wasserstoff oder PtX-Produkten beitragen.

Welche Rolle spielt die Entfernung? 

Die Entfernung zwischen Deutschland und Australien ist erheblich. So gibt es beispielsweise keine direkten Linienflüge und die Schiffsroute zwischen beiden Ländern beträgt circa 21 000 km. Dennoch betrug das deutsch-australische Handelsvolumen im Jahr 2020 mehr als 11 Milliarden Euro. Davon kommen die Produkte überwiegend aus dem Automobil-, Pharma- und Rohstoffbereich, insbesondere Steinkohle. Das zeigt, dass die Entfernung kein Hindernis für den Handel von Gütern darstellt. Im Gegenteil. Die EU will durch das geplante Handelsabkommen mit Australien die Handelsbeziehungen verstärken.

Es wird deutlich, Australien ist bereits ein wichtiger Handelspartner für Deutschland und die EU. Dennoch wird im Zusammenhang mit Wasserstoff oft die Entfernung zu Australien als Nachteil gesehen. Für Güter aller Art gilt grundsätzlich, je kürzer die Entfernung, desto geringer die Transportkosten. Das gilt auch für den Transport von Wasserstoff.

Bei den Transportkosten von Wasserstoff lohnt jedoch ein genauerer Blick: Gasförmiger Wasserstoff ist in dieser Form aufgrund des hohen Volumens und der geringen Dichte nicht mittels Tanker transportierbar. Der Wasserstoff muss daher erst transportfähig gemacht werden, zum Beispiel durch die Verflüssigung zu Flüssigwasserstoff oder die Umwandlung in Ammoniak. Je nach dem in welcher Form der Wasserstoff beim Verbraucher ankommen soll, muss der Wasserstoff anschließend von dem entsprechenden Transportmedium rückumgewandelt werden. Die Transportkosten für Wasserstoff bestehen also immer aus zwei Teilen: den Kosten für Vor-/Nachbereitung des Wasserstoffs (Transportbefähigungskosten) und den Kosten für die Zurücklegung der Strecke (Streckenkosten).

Insgesamt gilt, dass die Transportkosten von Wasserstoff erheblich variieren können je nach dem welche Annahmen getroffen werden. In Bezug auf die Transporttechnologie verweist das DLR beispielsweise darauf, dass die Wasserstofftransportkosten mithilfe von Ammoniak um den Faktor 3 unter den Transportkosten von Flüssigwasserstoff liegen könnten. Dabei wird unterstellt, dass Ammoniak im Zielregion direkt genutzt wird und keine Rückumwandlung zu Wasserstoff stattfinden muss.

Wie klimaneutral ist der importierte Wasserstoff aus Australien?

Um das Ziel der Klimaneutralität erreichen zu können, muss CO2-armer Wasserstoff in ausreichenden Mengen zur Verfügung zu stehen. Das heißt, dass sowohl bei der Herstellung als auch beim Transport von Wasserstoff nur geringe bis keine CO2-Emissionen anfallen dürfen. Nicht zu Unrecht stellt sich die Frage, ob Australien als eines der Länder mit den höchsten CO2-Emissionen pro Kopf Wasserstoff herstellen und exportieren wird, der zur Minderung von Treibhausgasen beiträgt.

In der Tat hat Australien die Möglichkeit seine Vorkommen an Braunkohle oder Erdgas zur Wasserstoffherstellung zu nutzen. Gleichzeitig hat Australien aber ein großes Interesse sein immenses Erneuerbare-Energien Potenzial für die Herstellung von erneuerbarem Wasserstoff zu nutzen. Deshalb ist das erklärte Ziel der nationalen Regierung einen Heimat- aber vor allem Exportmarkt für „sauberen“ Wasserstoff aufzubauen. Darunter wird jener Wasserstoff verstanden, der entweder durch erneuerbare Energien mittels Elektrolyse oder durch fossile Energien mit erheblicher CO2-Abscheidung (CCS) hergestellt wird. Wirft man einen Bick auf die Bundestaaten, die traditionell ihre eigene Energiepolitik machen, wird der Kurs noch deutlicher: So haben sechs von acht Bundesstaaten eigene Wasserstoffstrategien, die alle explizit das Ziel von erneuerbarem Wasserstoffverfolgen.

Dennoch bleibt die Frage offen, wie klimaneutral der Wasserstoff ist, wenn er im Hafen in Deutschland oder der EU mittels Tanker ankommt. Der weltweite Schiffsverkehr ist immerhin für circa 2,6 Prozent der globalen CO2-Emissionen verantwortlich. Hier kommt es vor allem auf den Kraftstoff an, mit dem die Tanker fahren. So könnten Tanker, die Flüssigwasserstoff transportieren, mit dem sogenannten Boil-Off klimaneutral angetrieben werden. Ebenso gilt für den Transport von erneuerbarem Wasserstoff in Form von Ammoniak, dass die Tanker mit der Ladung selbst angetrieben werden können und somit keine CO2-Emissionen verursachen.

Am Ende ist das Entscheidende, dass die klimaneutrale Eigenschaft des gelieferten Wasserstoffs nachvollziehbar ist. Dafür braucht es ein einheitliches internationales Zertifizierungssystem, das auf dem CO2-Fußabdruck des Wasserstoffs beruht. Die australische Regierung hat in diesen Zusammenhang bereits angekündigt, eine Führungsrolle einnehmen zu wollen. Bei der Entwicklung dafür will sie europäische Standards in Betracht ziehen.

Wer arbeitet bei HySupply mit?

Das Projekt besteht aus einer deutschen und einer australischen Projektgruppe. Auf deutscher Seite leiten Holger Lösch, stellvertretender BDI-Hauptgeschäftsführer, und Robert Schlögl, Direktor Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft und Mitglied acatech, das Projekt. In ihrer Tätigkeit als Projektleitung werden sie in allen projekt-relevanten Aktivitäten von einem acatech/BDI-Projektteam unterstützt, welches auch für die Koordinierung und Management der deutschen Projektgruppe verantwortlich ist.

Der Mehrwert des Projekts wird durch die breite Expertise der beteiligten Fachleute bestimmt. Aus der Industrie wirken eine Reihe von Unternehmen und Verbände mit, darunter Air Liquide S.A., BASF SE, E.ON SE, Hafenbetrieb Rotterdam, Deutsche Lufthansa AG, Linde GmbH, Mineralölwirtschaftsverband e.V. (MWV), RWE Supply & Trading GmbH, Siemens Energy AG und thyssenkrupp Steel Europe AG.

Zudem bringen Expertinnen und Experten aus der Forschung ihre Expertise ein, darunter Veronika Grimm (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg), Christian Growitsch (Fraunhofer Gesellschaft), Christopher Hebling (Fraunhofer ISE), Andreas Löschel (Westfälische Wilhelms-Universität Münster), Karen Pittel (ifo Institut), Peter Wasserscheid (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg), Michael Sterner (Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg) und Maike Schmidt (Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung BW, ZSW).

Die australische Projektgruppe wird von der University of New South Wales (UNSW) geleitet. Baringa Partners und Deloitte sind zentrale Partner. Zudem wird das Konsortiums durch das ARC Training Centre for The Global Hydrogen Economy (GlobH2E) und dem Hydrogen Energy Research Centre unterstützt, die bereits mit der UNSW eng zusammen arbeiten. Weitere Industriepartner sind MAN Energy, GPA Engineering, Scimita Ventures sowie rund zwanzig weiteren Unternehmen.

Welche Meilensteine sind geplant?

Während der ersten zwölf Monaten des Projekts arbeiten die deutsche und australische Projektgruppe überwiegend an nationalen Meilensteinen. Das ist wichtig, um den Blick für die jeweiligen nationalen Herausforderungen zu schärfen und eine gemeinsame Position auf beiden Seiten zu erarbeiten. So wird als erster Meilenstein auf deutscher Seite an einer Meta-Analyse gearbeitet, die das vorhandene Wissen der Expertinnen und Experten entlang der Wertschöpfungskette von Wasserstoff insbesondere in Hinblick auf verschiedenen Transportoptionen zusammenträgt. Ähnliches machen die australischen Partner, allerdings mit dem Fokus auf die Herstellung des erneuerbaren Wasserstoffs. Die Ergebnisse sollen in Form eines gemeinsamen Zwischenberichts Ende 2021 veröffentlich werden.

Im Anschluss folgt – ebenfalls zunächst getrennt von einander – ein sogenannter Roadmapping-Prozess, in dem analysiert wird, was notwendig ist, um eine deutsch-australische Wasserstoffpartnerschaft bis 2030 zu etablieren. Dazu gehört auf deutscher Seite die Erstellung eines Stakeholder-Katalogs, der die Bedürfnisse und Interessen relevanter deutscher Unternehmen und Institutionen für eine zukünftige Wasserstoff-Kooperation mit Australien identifiziert. Zudem werden eine Reihe von Diskussionspapieren erstellt, durch verschiedene Themen vertieft behandelt werden, die für die Lieferkette von Bedeutung sind, bspw. Fragen zur Vertragsgestaltung für den Handel von Wasserstoff oder regulatorische Fragen zum interkontinentalen Transport und Import. Ziel ist es, Handlungsoptionen für die deutsch Industrie und Wissenschaft aber vor allem für die deutsche Politik abzuleiten.

Nach der ersten Hälfte des Projekts werden die unilateralen Ergebnisse in einer deutsch-australischen Roadmap zusammengeführt, die die Grundlage für die Wasserstoffpartnerschaft mit Australien legen wird. Die Ergebnisse sollen im Oktober 2022 veröffentlicht werden.

Ansprechpartner

Partner

Acatech
Acatech
Bundesministerium für Bildung und Forschung
Bundesministerium für Bildung und Forschung