Wasserstoffproduktion aus unterschiedlichen Quellen (siehe Abbildung 1), Konditionierung

Relevanz öffentlicher Förderung

1.1.1.3Kriterium 1: Forschungs- und Entwicklungsrisiken

Ein kommerzieller Einsatz von Wasserstoff als Energieträger für mobile und stationäre Anwendungen ist derzeit noch nicht gegeben. Ab 2013 ist mit ersten kommerziellen Produkten für stationäre und mobile Energieanwendungen in Massenmärkten zu rechnen. Während Wasserstoff ein weit verbreitet eingesetztes Industriegas ist, für das umfangreiche operative Erfahrungen für einen sicheren Betrieb vorliegen, stellt der Einsatz von Wasserstoff als Energieträger in der Öffentlichkeit eine Systeminnovation dar, wobei mehrere Erzeugungstechnologien, Konditionierungstechnologien und Transport- und Verteiltechnologien zum Einsatz kommen werden. Wie in den Ausführungen des Kapitels xx verdeutlicht wurde, befinden sich die einzelnen Technologien in einem sehr unterschiedlichen Entwicklungsstadium (von kommerziell verfügbar bis hin zur Ideenfindung), insbesondere im Hinblick auf neue Einsatzprofile im Umfeld der Nutzung als Kraftstoff.

Damit aber Wasserstoff als Massenenergieträger eingesetzt werden kann, müssen noch wesentliche technologische Durchbrüche erzielt werden. Neben dem Erfolg der Brennstoffzelle (die in Kapitel xx thematisiert wird) und der Lösung der Speicherproblematik (siehe Kapitel yy) sind noch deutliche Fortschritte bei den Themen der Kostensenkung, der Integration fluktuierender Energieträger, der Effizienzsteigerung und der großmaßstäblichen industriellen Produktion insbesondere aus erneuerbarer Energie zu lösen. Die F&E-Risiken sind für einige Technologien noch groß, insbesondere wenn eine CO₂-freie bis CO₂-arme Wasserstoffherstellung verfolgt wird. Weiterhin sind für den stationären Einsatz eine Reihe an Wettbewerbstechnologien bekannt (z. B. Null-Energie-Haus, Stirling-Motor, Hochtemperaturbrennstoffzelle auf Gasbasis, Solarthermie, Wärmepumpen, Holzpelletheizung,…), die den wirtschaftlichen Einsatz von Wasserstoff als Energieträger in diesem Bereich generell in Frage stellen.

Wesentliche Konkurrenztechnologien auf längere Sicht sind bei den mobilen Anwendungen die Entwicklung von Batterie-elektrischen bzw. Plug-in-elektrischen Elektrofahrzeugantrieben. Zentrales Entscheidungskriterium wird dabei die Frage sein, welche der Technologien das Bündel an betrieblichen, technischen und komfortbezogenen Kundenerfordernissen am wirtschaftlichsten erfüllt bzw. in welchem Mix diese Fahrzeugtechnologien am Markt platziert werden können.

Mittelfristige Konkurrenztechnologien bestehen in weiterentwickelten konventionellen Verbrennungsmotoren, Hybrid-Fahrzeugen und biomassebetriebenen Verbrennungsmotoren. Weiterhin könnte Methanol noch ein Konkurrent werden, wenn es u. a. gelingt, Methanol durch Oxidation ohne Umweg über Synthesegas direkt aus Methan herzustellen.

Für erste (häufig regional fokussierte) Nischenanwendungen zeichnet sich jedoch ab, dass ein wirtschaftlicher Einsatz von wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellenantrieben mangels anderer relevanter Alternativen bereits heute sinnvoll ist, wie z. B. Gabelstapler im nordamerikanischen Markt.

Tabelle 8: Aktuelles Entwicklungsstadium der Wasserstoffproduktion und  speicherung für mobile und stationäre Massenmärkte bei Energieanwendungen

Wasserstoff	Heute
Ideenfindung	
F&E	
Demonstration	
Kommerziell	

Tabelle 1.9: Bewertung technischer und wirtschaftlicher Forschungs- und Entwicklungsrisiken in Zusammenhang mit Wasserstoff

	sehr gering	gering	eher gering	eher hoch	hoch	Sehr hoch
Szenario 1: Moderat
Das technische Forschungs- und Entwicklungsrisiko ist…						
Das wirtschaftliche Forschungs- und Entwicklungsrisiko ist…						
Szenario 2: Klima
Das technische Forschungs- und Entwicklungsrisiko ist…						
Das wirtschaftliche Forschungs- und Entwicklungsrisiko ist…						
Szenario 3: Ressourcen
Das technische Forschungs- und Entwicklungsrisiko ist…						
Das wirtschaftliche Forschungs- und Entwicklungsrisiko ist…						

1.1.1.4Kriterium 2: Versorgungssicherheit & Preisrisiken

Da Wasserstoff als sekundärer Energieträger wie Elektrizität aus allen Energiequellen, fossil, nuklear und erneuerbar) hergestellt werden kann, ist er bezüglich des Kriteriums der Versorgungssicherheit und der Preisrisiken sehr gut zu bewerten. Gerade die Unabhängigkeit gegen Rohölpreissteigerungen und  volatilitäten ist ein sehr wichtiges Argument für Wasserstoff. Wie die Ausführungen in Kapitel xx gezeigt haben, wird wahrscheinlich ein breiter Mix an Primärenergiequellen bei der Wasserstoffproduktion zum Einsatz kommen.

1.1.1.5Kriterium 3: Vorlaufzeiten

Wasserstoff als Energieträger in Massenmärkten wird noch einige Jahre an Vorlaufzeiten benötigen, um in den Markt zu penetrieren (siehe GermanHy (2008), HyWays (2007), WETO-H2 (2007), IEA (2006), IEA (2007)). Wesentliche exogene Rahmenbedingungen für die Marktpenetration sind (a) die Höhe des Rohölpreises (erst ab 60 bis 80 $/bbl Rohölpreis ist Wasserstoff konkurrenzfähig), (b) Klimaschutzziele (der Verkehrssektor muss seine Treibhausgasemissionen senken) und (c) das Ziel der Versorgungssicherheit.

Tabelle 10: Vorlaufzeiten bis zur Kommerzialisierung von Wasserstoff

Die Vorlaufzeiten bis zur Inbetriebnahme der ersten kommerziellen Anlage ohne Unterstützung durch Fördermechanismen betragen noch…
Szenario 1: Moderat	5 Jahre  5-15 Jahre  15-30 Jahre  > 30 Jahre 
Szenario 2: Klima	5 Jahre  5-15 Jahre  15-30 Jahre  > 30 Jahre 
Szenario 3: Ressourcen	5 Jahre  5-15 Jahre  15-30 Jahre  > 30 Jahre 
Wenn aktuelle Förderbedingungen unterstellt werden, betragen die Vorlaufzeiten bis zur Inbetriebnahme der ersten kommerziellen Anlage noch…
Szenario 1: Moderat	5 Jahre  5-15 Jahre  15-30 Jahre  > 30 Jahre 
Szenario 2: Klima	5 Jahre  5-15 Jahre  15-30 Jahre  > 30 Jahre 
Szenario 3: Ressourcen	5 Jahre  5-15 Jahre  15-30 Jahre  > 30 Jahre 

1.1.1.6Bewertung der Relevanz öffentlicher Forschungsförderung

Wasserstoff als Energieträger in Massenmärkten benötigt ohne entsprechende Fördermaßnahmen noch lange Entwicklungszeiten und weist hohe technische und wirtschaftliche Risiken auf. Insbesondere wegen der Investitionsrisiken eines flächendeckenden Infrastrukturaufbaus ist neben der Markteinführungsförderung auch eine öffentliche F&E-Forschungsförderung existentiell, wenn man dieses Technologiefeld weiter voran bringen will.

Tabelle 1.11: Begründung der Relevanz öffentlicher Forschungsförderung

Rechtfertigung öffentlicher Forschungsförderung gegeben aufgrund…
… technologischer Forschungs- und Entwicklungsrisiken	Ja 	Nein 
… wirtschaftlicher Forschungs- und Entwicklungsrisiken	Ja 	Nein 
… gravierender Preisrisiken	Ja 	Nein 
… langer Vorlaufzeiten	Ja 	Nein 

5.