Fraunhofer CINES Wasserstoffkosten steigen
Fraunhofer CINES zeigt, wie Transport und Speicherung die Kosten für grünen Wasserstoff bis 2035 stark erhöhen können.
Eine Analyse des Fraunhofer-Exzellenzclusters «Integrierte Energiesysteme» CINES beziffert erstmals systematisch, welche Bezugskosten deutsche Wasserstoffabnehmer im Jahr 2035 erwarten müssen. Die Forschenden berücksichtigen dabei nicht nur die Erzeugungskosten von grünem Wasserstoff, sondern auch Transport, Speicherung und Netzentgelte.
Die Ergebnisse zeigen deutliche Unterschiede zwischen Kraftwerken und industriellen Abnehmern. Besonders bei stromgeführten Wasserstoffturbinen können Infrastrukturkosten stark ins Gewicht fallen, weil der Wasserstoffbedarf gerade dann entsteht, wenn grüner Wasserstoff nicht unmittelbar erzeugt wird.
Wasserstoffkraftwerke tragen hohe Speicherkosten
Bei stromgeführten Wasserstoffkraftwerken entsteht der Bedarf für die Rückverstromung in Zeiten, in denen grüner Wasserstoff nicht direkt verfügbar ist. Der Wasserstoff muss daher vollständig aus Speichern bezogen werden. Dadurch steigen die Speicherkosten deutlich.
Hinzu kommen Netzentgelte für das Wasserstoffkernnetz. Diese fallen an Ein- und Ausspeisepunkten an, also beim Erzeuger, bei der Ein- und Ausspeicherung sowie beim Verbraucher. Für Spitzenlastkraftwerke wirkt sich dies besonders stark aus, weil sie nur wenige Stunden pro Jahr laufen.
Nach der Analyse müssen Kraftwerksbetreiber mit Netzanschluss im Jahr 2035 mit Bezugskosten von 8.77 bis 15.16 Euro je Kilogramm Wasserstoff rechnen. Das entspricht 265 bis 460 Euro je Megawattstunde. Rund die Hälfte dieser Kosten entfällt auf Infrastruktur.
Zentrale Ergebnisse der Wasserstoffanalyse
- Kraftwerksbetreiber mit Netzanschluss müssen 2035 mit 8.77 bis 15.16 Euro je Kilogramm Wasserstoff rechnen.
- Für industrielle Abnehmer liegen die Bezugskosten bei 4.41 bis 8.43 Euro je Kilogramm.
- Bei Bandlast betragen die Infrastrukturkosten im Maximalfall 16 Prozent der Gesamtkosten.
- Transport und Speicherung können die Kosten für grünen Wasserstoff bei Spitzenlastkraftwerken stark erhöhen.
«Ein wesentlicher Grund für den stockenden Hochlauf des deutschen Wasserstoffmarktes ist, dass Investoren keine Sicherheit über die zukünftig zu erwartenden Kosten haben»
Geringe Volllaststunden erhöhen Transportkosten
Die Studie verweist darauf, dass das aktuelle Hochlaufentgelt für das Wasserstoffkernnetz als jährlicher Festpreis für die vorgehaltene Ein- oder Ausspeiseleistung ausgestaltet ist. Wird diese Leistung nur in wenigen Stunden tatsächlich genutzt, steigen die spezifischen Kosten je Kilogramm ausgespeistem Wasserstoff.
Gerade Spitzenlastkraftwerke sind davon betroffen. Bei nur 500 Volllaststunden pro Jahr verteilen sich die fixen Entgelte auf eine geringe Wasserstoffmenge. Dadurch können die spezifischen Transportkosten stark steigen.
Für die Wirtschaftlichkeit solcher Kraftwerke ergeben sich damit erhebliche Herausforderungen. Fraunhofer CINES verweist in der Mitteilung darauf, dass Alternativen wie Vor-Ort-Elektrolyse oder erneuerbares Methanol denkbar sind.
«Wird die gebuchte Ausspeiseleistung nur mit 500 Volllaststunden im Jahr beansprucht, steigen die spezifischen Transportkosten je Kilogramm ausgespeistem Wasserstoff»
Industrie profitiert von gleichmässiger Abnahme
Für industrielle Abnehmer, die Wasserstoff als Energieträger oder chemischen Grundstoff nutzen, fallen die Infrastrukturkosten deutlich moderater aus. Bei zeitlich konstanter Abnahme lassen sich Netzentgelte über viele Volllaststunden verteilen. Dadurch sinken die spezifischen Transportkosten.
Auch die Speicherkosten sind geringer als bei Spitzenlastkraftwerken. Die Forschenden nehmen für industrielle Abnehmer eine grössere Zahl an Ein- und Ausspeicherzyklen pro Jahr an. Damit wird die Speicherinfrastruktur intensiver genutzt.
Bei Bandlast liegen die Bezugskosten im Jahr 2035 gemäss Studie zwischen 4.41 und 8.43 Euro je Kilogramm. Die Infrastrukturkosten erreichen selbst im Maximalfall 16 Prozent der Gesamtkosten.
Flexible Wasserstoffnutzung senkt Infrastrukturbedarf
Industriebetriebe können Speicherkosten vermeiden, wenn sie ihre Wasserstoffnutzung flexibel in Zeiten verlegen, in denen grüner Wasserstoff erzeugt wird. Wird der Wasserstoff zudem vor Ort produziert, entfallen auch Transportkosten.
Ob eine flexible Produktion günstiger ist als eine kontinuierliche Versorgung über Wasserstoffnetz und Speicher, hängt vom Einzelfall ab. Entscheidend sind technische Prozesse, Lastprofile, Standortbedingungen und die künftige Ausgestaltung von Entgelten und Regulierung.
Fraunhofer CINES nutzt die entwickelten Methoden nun auch für Beratungen von potenziellen Abnehmern und Erzeugern in Industrie und Energiewirtschaft. Im Vordergrund stehen Kostenbandbreiten, Risikoanalysen und strategische Handlungsoptionen statt einzelner Punktprognosen.
«Wasserstoff-Investments werden absehbar mit struktureller Unsicherheit behaftet bleiben»
Die Analyse «Anwendungsspezifische Wasserstoffbezugskosten in Deutschland 2035» wird am 6. Juli in einem Webinar vorgestellt. Sie soll Abnehmern und Erzeugern helfen, die Kostenrisiken künftiger Wasserstoffversorgung besser einzuordnen.