DOE stellt nationale Wasserstoff-Roadmap fertig

Nov 26, 2023

Das Energieministerium erläuterte am Montag, wie Wasserstoff zu einer wichtigen Quelle sauberer Energie in den Vereinigten Staaten werden könnte, auch wenn die zukünftige Industrie auf wichtige Entscheidungen anderer Behörden der Biden-Regierung wartet.

Die nationale Strategie und Roadmap für sauberen Wasserstoff der USA listet Dutzende Maßnahmen auf, die bis 2035 von politischen Entscheidungsträgern, der Industrie, Regulierungsbehörden und anderen ergriffen werden müssen, um die Produktion, den Transport, die Speicherung und den Verbrauch von kohlenstoffarmem Wasserstoff zu fördern.

Insgesamt könnte der Kraftstoff die Treibhausgasemissionen des Landes bis 2050 um 10 Prozent gegenüber dem Niveau von 2005 senken, sagte das DOE.

Um dies zu erreichen, sollten die Vereinigten Staaten bis 2030 die Produktion von etwa 10 Millionen Tonnen kohlenstoffarmem Wasserstoff pro Jahr anstreben – etwa die gleiche Menge, die heute in einem emissionsreichen Verfahren erzeugt wird, heißt es in dem Strategiedokument. Die jährliche CO2-arme Produktion solle sich dann bis 2040 verdoppeln und bis 2050 50 Millionen Tonnen erreichen, hieß es.

Energieministerin Jennifer Granholm beschrieb die nationale Strategie in einem Pressegespräch am Montag als Fahrplan für die „kolossalen Anstrengungen“ zum Ausbau einer „sauberen“ Wasserstoffindustrie und sagte, der Kraftstoff könne bis 2030 bis zu 100.000 Arbeitsplätze schaffen. Sauberer Wasserstoff würde dies tun emittieren weniger als die Hälfte des CO2-Äquivalents, das bei heutigen Wasserstoffproduktionsprozessen ausgestoßen wird.

„Das ist eine enorme Chance. Um dorthin zu gelangen, bedarf es nicht nur einer gesamtstaatlichen Anstrengung, sondern einer gesamtamerikanischen Anstrengung.“

Dem Dokument zufolge werden Bundesbehörden schwer zu dekarbonisierende Sektoren – wie die Schwerindustrie, die Luftfahrt, die Stahlerzeugung, die Chemieproduktion, Schiffe sowie mittelschwere und schwere Nutzfahrzeuge – als Verbraucher von kohlenstoffarmem Wasserstoff priorisieren.

Diese Prioritäten unterscheiden sich möglicherweise von den Prioritäten vieler Erdgasversorger, die sagen, dass Wasserstoff ein weit verbreiteter Ersatz für fossile Brennstoffe in Gebäuden werden sollte, wo er als Brennstoff für die Raum- und Warmwasserbereitung dienen könnte. Die nationale Strategie des DOE sieht dies nur dann als Option vor, wenn es „begrenzte Alternativen“ wie die Elektrifizierung gibt.

Eine weitere Priorität der Industrie für fossile Brennstoffe – die Mitverbrennung von Wasserstoff oder das Mischen des Brennstoffs mit Erdgas in Kraftwerken – erhielt in der nationalen Strategie des DOE ebenfalls klarere und prominentere Unterstützung als in einem im letzten Jahr veröffentlichten Entwurf.

Diese Änderung folgt auf die Veröffentlichung vorgeschlagener Emissionsnormen durch die EPA im vergangenen Monat, die es Betreibern von Gasanlagen ermöglichen würden, zur Einhaltung der Vorschriften Wasserstoff in Erdgas zu mischen. Dennoch bleibt die Mitverbrennung eine unpopuläre Idee bei einigen Umweltschützern, die vermuten, dass sie den Ausstoß von Stickoxiden (NOx) erhöhen und als Vorwand für den weiteren Ausbau der Erdgaskapazität im Netz dienen könnte.

Die Biden-Regierung plane außerdem, ihre Arbeit auf die Erzielung erheblicher Kostensenkungen für kohlenstoffarmen Wasserstoff zu konzentrieren, heißt es in der Strategie. Eine prominente Initiative, Hydrogen Shot des DOE, zielt darauf ab, die Kosten für sauberen Wasserstoff bis 2031 auf 1 US-Dollar pro Kilogramm zu senken – ein Richtpreis, den die Behörde für die derzeit emissionsstarke Art von Wasserstoff verwendet.

Die Agenturen werden auch versuchen, eine saubere Wasserstoffindustrie ins Leben zu rufen, indem sie sich auf regionale Netzwerke konzentrieren. Dabei geht es vor allem um das Wasserstoff-Hubs-Programm des DOE, das mit 8 Milliarden US-Dollar aus dem parteiübergreifenden Infrastrukturgesetz von 2021 finanziert wird. Die ersten Auszeichnungen werden im Herbst erwartet.

Die nationale Strategie für die Entwicklung von sauberem Wasserstoff sei die erste, die vom Energieministerium entwickelt wurde, trotz jahrzehntelanger Forschung zu diesem Kraftstoff am DOE im Frühstadium, sagte Granholm in der Pressekonferenz am Montag.

Die Strategie war im Rahmen des parteiübergreifenden Infrastrukturgesetzes vorgeschrieben, das auch eine Aktualisierung alle drei Jahre vorsieht. David Turk, stellvertretender Sekretär des DOE, sagte während einer Nachmittagspräsentation der Wasserstoffarbeit des Ministeriums, dass das Dokument eine „lebendige Strategie“ sei, die dazu beitragen werde, „uns alle für das Wasserstoffwachstum in den Vereinigten Staaten zur Rechenschaft zu ziehen“.

Beamte des Energieministeriums rechnen mit drei „Wellen“ der Einführung von sauberem Wasserstoff, wobei jede Welle abstürzt, wenn kohlenstoffarmer Wasserstoff genauso billig und praktisch wird wie kohlenstoffintensive Kraftstoffe, heißt es in der Strategie.

Raffinerien, Betreiber von Nahverkehrsbussen und Fernverkehrs-Lkw, Ammoniakproduzenten sowie Betreiber von Gabelstaplern und Schwermaschinen könnten in der ersten Welle auf Wasserstoff umsteigen. Kraftwerke, mittelschwere Lkw, Stahlproduzenten und Fluggesellschaften könnten sich in der zweiten Welle dem Übergang anschließen, gefolgt von Zementherstellern, Containerschiffen und Methanolproduzenten in der dritten Welle, sagte das DOE.

Die Senkung der Kosten für kohlenstoffarmen Wasserstoff bleibt eine Hauptherausforderung für die aufstrebende Industrie, obwohl die Steuergutschriften für die Produktion, Wasserstoffzentren und andere Bundesanreize die Lücke laut der Strategie des DOE in vielen Fällen schließen würden.

Zu den weiteren anhaltenden Herausforderungen für die Branche gehören die Zurückhaltung potenzieller Wasserstoffkäufer, Schwierigkeiten bei der Erlangung örtlicher Genehmigungen und die Verbesserung der Sicherheitsvorschriften für die Speicherung und den Transport von Wasserstoff per Pipeline, so das Ministerium. Und laut DOE sollten „konzertierte Anstrengungen“ unternommen werden, um auf Gemeindeebene Bedenken hinsichtlich der Wasserstoffleckage sowie der Aussicht auf erhöhte NOx-Emissionen durch in Gasturbinen verbranntem Wasserstoff auszuräumen.

Eine Frage, die in der Welt der Wasserstoffpolitik weiterhin im Umlauf ist, ist, wie sauber der Kraftstoff wirklich sein wird.

Mit dem letztjährigen Inflation Reduction Act wurden Steuergutschriften für sauberen Wasserstoff eingeführt, die von den Herstellern verlangen, die Emissionen auf 4 Kilogramm CO2-Äquivalent pro Kilogramm Wasserstoff zu begrenzen, um sich für die Gutschriften zu qualifizieren. Das ist weniger als die Hälfte der 9 Kilogramm CO2-Äquivalente, die heute bei der Wasserstoffproduktion typischerweise anfallen.

Das DOE hat außerdem einen Clean Hydrogen Production Standard verabschiedet, der die 4-Kilogramm-Grenze als Ziel – aber nicht als festes Mandat – für Industriekoalitionen ansieht, die einen Anteil von 8 Milliarden US-Dollar an der Finanzierung von Wasserstoffzentren für groß angelegte Demonstrationen gewinnen wollen. Der Standard wurde letztes Jahr als Entwurf veröffentlicht und am Montag vom DOE fertiggestellt.

Das Finanzministerium hat jedoch noch keine Leitlinien dazu herausgegeben, wie potenzielle Wasserstoffentwickler ihre Emissionen verfolgen und melden müssen, während sie gleichzeitig Steuergutschriften der IRA beantragen. Die Einzelheiten dieser Leitlinien sind zutiefst umstritten

Umweltschützer und Emissionsforscher haben Forderungen nach strengen Anforderungen an die Emissionsbilanzierung gestellt, um Entwickler von „grünem“ Wasserstoff davon abzuhalten, große Mengen an Emissionen durch die Nutzung von Netzstrom zu erzeugen. Unter grünem Wasserstoff versteht man üblicherweise die Herstellung aus erneuerbarem Strom und Wasser.

Auf der anderen Seite der Debatte stehen Handelsgruppen, die Entwickler erneuerbarer Energien und von Investoren geführte Versorgungsunternehmen vertreten und argumentieren, dass das Finanzministerium Flexibilität für Wasserstoffentwickler wahren sollte, die für diesen Prozess Netzstrom statt dedizierter erneuerbarer Energien nutzen möchten.

Laut einem Sprecher des Ministeriums berücksichtigte die Roadmap des DOE nicht die Einzelheiten dessen, was die Leitlinien des Finanzministeriums sagen könnten.