Wasserstoff-Studie für die maritime Branche

Ausgangslage

Wasserstoff gilt als einer der wichtigsten Energielieferanten der Zukunft. Seine Nutzungsmöglichkeiten werden seit einigen Jahren in unterschiedlichen Industriezweigen diskutiert. Alternativen zu fossilem Brennstoff sind nicht nur aus ökologischer Sicht sinnvoll, sondern werden auch vermehrt als Wettbewerbsmarke gesetzt.

Das vor kurzem veröffentlichte Klimaziel der Europäischen Union, bis 2030 den Ausstoß von Treibhausgasen um mindestens 55% zu senken, für das die Bundesregierung geworben hat, erfordert im Hinblick auf die maritime Branche die breite und zügige Implementierung aller vorhandenen Optionen zur Energieeffizienzsteigerung und zum Einsatz alternativer Treibstoffe, insbesondere zur Bereitstellung der erforderlichen Infrastruktur. Auch der Ausbau der Nutzung regenerativer Energien an Bord von Schiffen und für klimaneutrale Treibstoffe sind wichtige Elemente einer Klimaschutzstrategie.

Die Bundesregierung betonte in ihrer, im Sommer 2021 veröffentlichten, „Nationalen Wasserstoffstrategie“ die Vielfältigkeit des Wasserstoffs als Energieträger und -speicher. Sie setzt sich unter anderem zum Ziel, Wettbewerbsfähigkeit herzustellen, Wasserstoff und wasserstoffbasierte synthetische Kraftstoffe als alternative Energieträger zu etablieren sowie die Transport- und Verteilinfrastruktur auszubauen. Zuvor hatten bereits die Küstenländer eine Norddeutsche Wasserstoffstrategie verabschiedet, die den Seehäfen eine zentrale Rolle bei Import, Produktion und Verteilung von Wasserstoff zukommen lässt.

Wasserstoff gewinnt aufgrund seiner vielfältigen Einsatzmöglichkeiten zunehmend an Bedeutung in der maritimen Branche. Für die Etablierung einer Wasserstoffwirtschaft sind jedoch Konkretisierungen in Hinblick auf Rahmenbedingungen, Ziele und Maßnahmen notwendig.

Das Deutsche Maritime Zentrum hat im Frühjahr 2021 das Institut für Seeverkehrswirtschaft und Logistik (ISL) zusammen mit seinen Partnern Sphera Solutions sowie GMW Consultancy mit der Durchführung einer Untersuchung zu diesem Themenkomplex betraut.

Zielsetzung

Ziel der Studie war es, die Aufgaben für die maritime Wirtschaft und die öffentliche Hand zur Etablierung einer deutschen Wasserstoffwirtschaft von Produktion über Lagerung und Transport bis zum Verbraucher zu definieren. Dabei sollten auch die Nutzung von Wasserstofftechnologien in Schiffen und Wasserfahrzeugen sowie die Nutzung von Wasserstoff in Seehäfen betrachtet werden.

Hierfür wurden Rahmenbedingungen, Kennzahlen und Bedarfe untersucht, die sich auf die Ziele der Nationalen Wasserstoffstrategie und der Wasserstoffstrategie der norddeutschen Küstenländer sowie auf die Umsetzung des 2020 angepassten Windenergiegesetzes beziehen. Darüber hinaus wurden notwendige Anpassungen bzw. Ergänzungen von Gesetzen und Regularien zur Erzeugung, Nutzung und zum Transport von grünem Wasserstoff und wasserstoffbasierten Treibstoffen herausgearbeitet wie auch weiterer Forschungsbedarf hinsichtlich verschiedener Wasserstoffprodukte als alternative Antriebs- bzw. Treibstoffe in See- und Binnenschifffahrt und Häfen sowie als Transport- und Umschlaggut aufgezeigt. Ebenso wurde die Rolle von Schiffbau, Schifffahrt und Häfen für Transport, Umschlag, Lagerung und Nutzung betrachtet.

Ergebnisse und Handlungsempfehlungen

Die Studie zeigt, dass erhebliche Anstrengungen erforderlich sind, um Wasserstoff zukünftig nutzen zu können. Deutschland wird seinen Bedarf an grünem Wasserstoff nicht allein decken können. Importe über Pipelines oder per Tankschiff werden notwendig sein. Für den Import spielen die deutschen Seehäfen eine zentrale Rolle beim Umschlag von Wasserstoff und seinen Nebenprodukten sowie für den Weitertransport ins Hinterland.

Die Schifffahrt wird ebenfalls als ein essenzieller Baustein der Logistikkette angesehen. Berechnungen haben ergeben, dass der Transport per Schiff im Vergleich zum Transport mittels Pipeline durchaus konkurrenzfähig ist – und mit zunehmender Transportstrecke immer mehr wird.

Für den deutschen Schiffbau bietet sich bei der Etablierung einer neuen Wasserstoffwirtschaft die Möglichkeit, neue Märkte zu erschließen, da die Transportmöglichkeiten und die Lagerung von Wasserstoff noch keine abschließende Marktreife erlangt haben.

Die Studie zeigt auch, dass nicht Wasserstoff allein künftige Bedarfe decken, gleichwohl aber als ein guter Energiespeicher fungieren kann. Aller Voraussicht nach wird sich neben Wasserstoff eine Reihe weiterer Treibstoffe auf Basis verschiedener Power-to-X(PtX)-Technologien etablieren. Diese stehen in Abhängigkeit von Antriebstechnologien und Anwendungsgebieten.

Damit Transport, Umschlag und Bunkerung auch in der Praxis umgesetzt werden können, müssen Politik und Administration entsprechende Regularien schaffen. Diese können auch als Leitfaden für die Industrie im Hinblick auf Entwicklungsleistungen und Investitionen dienen.

Auf Basis der genannten Ergebnisse werden in der Studie konkrete Handlungsempfehlungen für Politik, Wissenschaft und Technologie formuliert:

Politik

• Erneuerbare Energien und Elektrolysekapazität ausbauen
• Energiepartnerschaften frühzeitig abschließen
• Bedarfsgerechte Importinfra- und Suprastrukturen aufbauen
• Einheitliche, international verbindliche Definitionen vereinbaren
• Regularien für die Anwendung von Wasserstoff und PtX in Kraft setzen
• Diskurs mit der Öffentlichkeit suchen und Bevölkerung einbeziehen
• Schnell und entschlossen handeln

Wissenschaft

• Handlungsempfehlungen frühzeitig und präzise formulieren
• Entwurf von Transport- und Importkonzepten für Wasserstoff
• Entwurf von Anwendungskonzepten von Wasserstofftechnologien in Häfen
• Beschreibung und Definition von Wasserstoffhubs
• Entwurf von Lagerkonzepten für Wasserstoff

Technologie

• Effizienz der Erzeugung von Wasserstoff und PtX erhöhen
• Technologische Reifegrade maritimer Anwender erhöhen
• Weiternutzung, Umrüstung und Ergänzung bestehender Infra- und Suprastruktur
• Erprobung unterschiedlicher Antriebskonzepte und verschiedener Brennstoffe
• Entwicklung neuer Tankschiffe für Wasserstoff und PtX

Die genannten Handlungsempfehlungen wird das Deutsche Maritime Zentrum aufgreifen, um das Thema Wasserstoff in der maritimen Branche weiter zu bearbeiten. Die Studie sowie eine Management Summary finden Sie unter Veröffentlichungen.