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Durch Deepl ins Deutsche übersetzt:
Können E-Kraftstoffe die Wasserstoffrevolution vorantreiben?
Die sauberen und kohlenstoffneutralen E-Treibstoffe sind ein direkter Ersatz für fossile Brennstoffe.
Es besteht kein Zweifel daran, dass Wasserstoff ein wichtiger Akteur im Kampf gegen den Klimawandel wird. Die Internationale Energieagentur (IEA) bezeichnet Wasserstoff als "eine wichtige Säule der Dekarbonisierung der Industrie "1 und hat eine Datenbank mit fast 1.000 kohlenstoffarmen Wasserstoffprojekten2 zusammengestellt. Allein der Markt für umweltfreundlichen oder emissionsfreien Wasserstoff wird Prognosen zufolge von 444 Millionen Dollar im Jahr 2021 auf fast 4,4 Milliarden Dollar im Jahr 2026 anwachsen - eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 58 %3.
Die Herausforderung wird darin bestehen, diesen spürbaren Enthusiasmus in praktische Anwendungen umzusetzen. Es stimmt, dass seit Jahrzehnten mit Wasserstoff gearbeitet wird und dass die Technologie, die erforderlich ist, um ihn ohne Kohlendioxidemissionen zu erzeugen, relativ erprobt ist. Aber sie muss noch erfolgreich skaliert werden. Außerdem befindet sich die erforderliche umfassende Wertschöpfungskette - von der Produktion über den Transport und die Speicherung bis hin zur Nutzung - noch in einem sehr frühen Stadium.
Skalierung einer neuen Anlageklasse
"Grüner Wasserstoff ist eine neue Anlageklasse", sagt Elena Robciuc, Geschäftsführerin der Energy+ Group bei der Societe Generale in Houston. "Das ist sowohl für die Entwickler als auch für die Finanziers enorm spannend, aber neben den Chancen gibt es auch Herausforderungen.
Zunächst einmal werden die Elektrolyseure, die zur Herstellung von grünem Wasserstoff verwendet werden, indem Wasser entnommen und der Sauerstoff mit sauberer Energie abgespalten wird, im Allgemeinen nur in kleinem Maßstab eingesetzt. Um die Hunderte von Gigawatt an Wasserstoff zu produzieren, die in der Zukunft benötigt werden, sind Anlagen erforderlich, an die möglicherweise Hunderte von Elektrolyseuren angeschlossen werden können. Es ist sehr ungewiss, ob dies effektiv erreicht werden kann, um die erforderlichen Größenvorteile zu erzielen.
"E-Fuels sind ein sauberer, kohlenstoffneutraler, direkter Ersatz für fossile Brennstoffe".
- Meg Gentle, Geschäftsführerin von HIF Global
Selbst wenn dies der Fall wäre, liegt die derzeitige weltweite Produktionskapazität für Elektrolyseure unter 10 Gigawatt pro Jahr, während die oben genannten Einzelprojekte jeweils zwischen 2 und 5 Gigawatt groß sein können. Folglich bemüht sich jeder Entwickler, die Produktion von Elektrolyseuren zu reservieren, bemerkt Frau Robciuc.
Darüber hinaus ist es schwierig, mit Wasserstoff zu arbeiten: Das Molekül ist so klein und leicht, dass es schwer einzuschließen ist und leicht auslaufen kann. Es muss eine teure neue Infrastruktur aufgebaut werden - von Salzkavernen für die Speicherung bis hin zu Pipelines und Schiffen für den Transport.
Eine Lösung zur Steigerung der Effizienz von Wasserstofftransport und -speicherung besteht darin, den Wasserstoff von einem gasförmigen in einen flüssigen Zustand zu kühlen, wodurch sich sein Volumen um das 800-fache verringert; allerdings muss der Wasserstoff auf minus 423 Grad Celsius gekühlt werden, was viel Energie verbraucht.
Verfeinern und Anwenden
Eine viel bessere Lösung ist die Umwandlung von Wasserstoff in andere Produkte. Dazu gehören so genannte Elektrokraftstoffe oder E-Fuels. Meg Gentle, Geschäftsführerin von HIF Global, einem Start-up-Unternehmen in diesem Bereich, das von der Societe Generale beraten wird, sagt: "E-Fuels sind ein sauberer, kohlenstoffneutraler, direkter Ersatz für fossile Brennstoffe, der aus grünem Wasserstoff und recyceltem CO2 hergestellt wird. E-Fuels werden mit bewährten Technologien hergestellt und können in heutigen Autos, Lastwagen, Schiffen und Flugzeugen ohne Änderungen verwendet werden. Dies macht E-Fuels zu einem praktischen und unmittelbaren Weg zur Verringerung der Kohlenstoffemissionen, noch vor der Verschärfung von Standards - wie sie in Kalifornien eingeführt werden - und längerfristigen Lösungen.
Die Hürde waren bisher die Kosten. Genau das macht den kürzlich verabschiedeten U.S. Inflation Reduction Act (IRA)4 zu einem Wendepunkt. Er enthält nicht nur umfangreiche Anreize und Steuergutschriften in Höhe von 370 Milliarden Dollar für saubere Energien, sondern bietet den Entwicklern von kohlenstoffarmen Wasserstoff- und E-Fuel-Projekten auch die Möglichkeit, mehrere Steueranreize miteinander zu kombinieren. Darüber hinaus können sie möglicherweise sogar die in diesem Prozess erzeugten Kohlenstoffgutschriften monetarisieren.
Grob gesagt bedeutet dies, dass ein US-Hersteller von grünem Wasserstoff Anreize von bis zu 3 Dollar pro Kilogramm erhalten könnte - ein bedeutender Betrag, da sie daran arbeiten, die Kosten von derzeit etwa 6 Dollar pro Kilogramm auf etwa 2 Dollar pro Kilogramm zu senken, was nach Ansicht vieler Experten notwendig ist, um auf dem Markt wettbewerbsfähig zu sein und somit eine echte Größenordnung zu erreichen. "Die IRA hat das Potenzial, marginale Entwicklungen von sauberem Wasserstoff und E-Treibstoffen rentabel zu machen, und wir sehen sie daher als einen sehr starken Katalysator für diese Industrie", sagt Frau Robciuc.
Als Gegengewicht zu dieser strengeren US-Industriepolitik erwägt die Europäische Union eine Vereinfachung ihrer eigenen Vorschriften für staatliche Beihilfen, um weiterhin Investitionen in saubere Energien anzuziehen.
"Grüner Wasserstoff ist eine neue Anlageklasse".
- Elena Robciuc, Geschäftsführerin der Energy+ Gruppe bei der Societe Generale
Ein Projekt auf die Beine stellen
Eine solide wirtschaftliche Grundlage und die Fähigkeit, technische Herausforderungen zu meistern, sind natürlich von entscheidender Bedeutung, aber derartige Projekte benötigen auch andere Elemente, um erfolgreich zu sein. Dazu gehört in erster Linie eine langfristige Vereinbarung mit einem Abnehmer, der bereit ist, die gesamte oder einen Großteil der künftigen Produktion abzunehmen. Wenn ein Abnehmer vorhanden ist, kann ein Projektentwickler eine Finanzierung zu attraktiven Bedingungen erhalten. HIF Global, zum Beispiel