Wasserstoffproduktion aus unterschiedlichen Quellen (siehe Abbildung 1), Konditionierung



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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 

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