Emissionen und Kosten von Wasserstoff-Produkten aus Erdgas: Der neue Low-Carbon Business Opportunity Analyser
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In welchem Umfang Wasserstoff und seine Folgeprodukte in Zukunft zum Klimaschutz beitragen, wird politisch breit diskutiert. Um eine faktenbasierte Diskussion für die Verwendung von erdgasbasiertem (blauen) Wasserstoff zu ermöglichen, gibt es nun ein neues Tool: den Low-Carbon Business Opportunity Analyser. Im Auftrag der Agora Industry hat die Öko-Consult GmbH das interaktive Web-Tool entwickelt, das die Treibhausgasemissionen sowie Produktionskosten verschiedener wasserstoffbasierter Produkte in unterschiedlichen Ländern bewertet. Entscheidungsträger*innen in Politik und Wirtschaft können auf dieser Grundlage gezielt die Verwendung von erdgasbasiertem Wasserstoff untersuchen.
Der neue Low-Carbon Business Opportunity Analyser analysiert beispielsweise die folgenden Fragen:
- Wie hoch sind die Treibhausgasemissionen von erdgasbasiertem Wasserstoff?
- Wie unterscheiden sich diese Emissionen zwischen unterschiedlichen Produktionsländern?
- Zu welchen Kosten können unterschiedliche Länder zukünftig erdgasbasierten Wasserstoff oder Folgeprodukte wie Ammoniak, Methanol oder Eisen exportieren?
- Welchen Anteil haben Methanemissionen bei der Gewinnung von Erdgas an den Gesamtemissionen?
- Welche Teile der Wertschöpfungskette (Erdgasgewinnung, Transport, Wasserstoffproduktion, etc.) haben welchen Einfluss auf die Gesamtemissionen beziehungsweise die Gesamtkosten?
Emissionen und Kosten effektiv berechnen
Der Low-Carbon Business Opportunity Analyser berechnet die Kosten und Treibhausgasemissionen von blauem Wasserstoff und Folgeprodukten für die Zieljahre 2030 und 2040. Die Ergebnisse beruhen auf wissenschaftlichen Annahmen, wie sich die Kosten und Treibhausgasemissionen der einzelnen Komponenten der Prozesskette entwickeln werden.
Um sicherzustellen, dass die Endprodukte geringe Treibhausgasemissionen aufweisen, muss in der Prozesskette CO2 abgeschieden und gespeichert (engl. Carbon Capture and Storage, CCS) werden. Diese Annahme wird für alle Prozesse getroffen.
Für alle Länder, die mit dem Tool abgedeckt werden, enthält die App einen Standarddatensatz, der als Basis für die Berechnungen dient. Nutzer*innen können alle relevanten Variablen manuell anpassen, um lokale Gegebenheiten zu berücksichtigen und erhalten gleichzeitig durch den breiten Datensatz einen Gesamtüberblick. Beispielsweise können sie verschiedene Faktoren wie etwa die Transportvariante oder die Herkunft des verwendeten Kohlenstoffs auswählen und sehen, wie diese die Kosten und Treibhausgasemissionen beeinflussen. Dabei können sie zwischen verschiedenen wasserstoffbasierten Endprodukten wählen: Methanol, Wasserstoff, Stahl, Eisen, E-Fuels oder Ammoniak. Nutzer*innen können mit dem Tool die Produktionskosten inklusive der Transportkosten von einem Exportland in ein Importland berechnen und erhalten eine detaillierte Kostenaufschlüsselung für die wasserstoffbasierten Produkte.
Beispiel: Import von Wasserstoff nach Deutschland
Um die Fähigkeiten des Tools darzustellen, wird der Import von Wasserstoff nach Deutschland berechnet. Wie die erste Abbildung zeigt, ermittelt das Tool, dass die geringsten Gesamtemissionen in der Prozesskette bei Exportländern zu erwarten sind, die
- niedrige (Methan) Emissionen bei der Erdgasproduktion aufweisen,
- Wasserstoff über eine Pipeline transportieren können (aufgrund der geringen Distanz) und
- keine zusätzlichen Emissionen durch den Schiffstransport verursachen.
Vergleich der Gesamtemissionen und derEmissionen nach Verarbeitungsschritten nach Herkunftsland
© Low-Carbon Business Opportunity Analyser
Die geringsten Kosten für die gesamte Prozesskette sind bei Exportländern zu erwarten, die
- geringe Erdgasproduktionskosten,
- geringe Transportkosten und
- geringe Kosten für den Transport und die Speicherung von abgeschiedenem CO2 aufweisen.
Vergleich der Gesamtkosten und der Kostenkomponenten nach Herkunftsland
© Low-Carbon Business Opportunity Analyser
Kosten von Wasserstoff aus erneuerbaren Energien berechnen
Mit einem weiteren Tool, das das Öko-Institut 2023 für Agora Energiewende und Agora Industry entwickelte, können Lieferländer für Powert-to-X (PtX) ihre unterschiedlichen Produkte bewerten und mit anderen Ländern zu vergleichen. PtX bezeichnet Wasserstoff auf Basis von Strom aus erneuerbaren Energien und daraus produzierte weitere Energieträger wie Ammoniak, synthetisches Methan, synthetisches Methanol und synthetische Kraftstoffe. Das interaktive Tool PtX-Business Opportunity Analyser wurde 2024 als App weiterentwickelt.
Christoph Heinemann ist Experte für die Erzeugung und Nutzung von Wasserstoff als Klimaschutzinstrument. Dr. Roman Mendelevitch ist Experte für internationale Energierohstoffmärkte. Sie arbeiten beide als Senior Researcher im Bereich Energie & Klimaschutz.
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Low-Carbon Business Opportunity Analyser
