Die Wirtschaftlichkeit von grünem Wasserstoff hängt nicht nur von den Erzeugungskosten ab. Für den Transport über das Wasserstoffkernnetz, die Speicherung und die Bereitstellung fallen zusätzliche Infrastrukturkosten an, die je nach Anwendung unterschiedlich stark ins Gewicht fallen. Zu diesem Ergebnis kommt die Studie „Anwendungsspezifische Wasserstoffbezugskosten in Deutschland 2035“, die das Fraunhofer IEG gemeinsam mit Partnern des Fraunhofer-Exzellenzclusters „Integrierte Energiesysteme“ CINES erstellt hat.

Die Forschenden untersuchten systematisch die gesamten Bezugskosten für verschiedene Anwendungsfälle und verglichen industrielle Verbraucher mit Kraftwerken.

Kraftwerke besonders betroffen

Den größten Einfluss haben Transport- und Speicherkosten bei Wasserstoffkraftwerken. Da Wasserstoffturbinen vor allem dann Strom erzeugen, wenn erneuerbare Energien nicht ausreichend zur Verfügung stehen, muss der Wasserstoff zwischengespeichert werden. Hinzu kommen Netzentgelte für das Wasserstoffkernnetz, die insbesondere bei wenigen Betriebsstunden hohe spezifische Kosten verursachen.

Für Kraftwerksbetreiber mit Netzanschluss ermittelte die Studie Bezugskosten zwischen 8,77 und 15,16 Euro pro Kilogramm Wasserstoff. Rund die Hälfte entfällt dabei auf Infrastrukturkosten. Laut den Forschenden stellt dies die Wirtschaftlichkeit von Wasserstoffkraftwerken im heutigen Energy-Only-Markt vor Herausforderungen. Als mögliche Alternativen nennen sie unter anderem eine Vor-Ort-Elektrolyse oder erneuerbares Methanol.

Industrie profitiert von kontinuierlicher Abnahme

Für industrielle Abnehmer fallen die Infrastrukturkosten deutlich geringer aus. Bei einer kontinuierlichen Wasserstoffabnahme betragen sie selbst im ungünstigsten Fall bis zu 16 Prozent der Gesamtkosten. Die Bezugskosten 2035 liegen laut Studie zwischen 4,41 und 8,43 Euro je Kilogramm.

Noch günstiger kann Wasserstoff werden, wenn Unternehmen ihre Prozesse zeitlich flexibel an die Verfügbarkeit erneuerbar erzeugten Wasserstoffs anpassen oder ihn direkt vor Ort erzeugen. Dadurch lassen sich Speicher- und Transportkosten reduzieren oder ganz vermeiden. Welche Versorgungsstrategie wirtschaftlich sinnvoll ist, hängt jedoch von den jeweiligen Produktionsprozessen ab.

Grundlage für Investitionsentscheidungen

Mit den entwickelten Berechnungsmethoden wollen die Forschenden Unternehmen aus Industrie und Energiewirtschaft künftig bei Investitionsentscheidungen unterstützen.

„Wasserstoff-Investments werden absehbar mit struktureller Unsicherheit behaftet bleiben. Gerade unsere Analysen zeigen, wie sehr künftige Regulatorik und Entgelte die Wirtschaftlichkeit beeinflussen. Der CINES-Ansatz setzt daher darauf, Unternehmen in die Lage zu versetzen, mit dieser Unsicherheit umzugehen“, so Studienleiter Martin Wietschel.

Anstelle einzelner Kostenprognosen berücksichtigt der Ansatz verschiedene Einflussfaktoren wie Regulatorik, technische Auslegung und die Entwicklung des Energiesystems, um unterschiedliche Kostenszenarien abzubilden.