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Transportmöglichkeiten für den Kraftstoff der Zukunft

4. November 2021

Der Transport des Wasserstoffs ist der Schlüssel für eine saubere Wasserstoffwirtschaft

"Der Schlüssel zum Erfolg der grünen Wirtschaft liegt darin, Wasserstoff zu möglichst geringen Kosten von den weltweiten Produktionsstätten zu den Endverbrauchern zu transportieren."
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Hamburg Office, Zentraleuropa

Sauberer Wasserstoff gewinnt rasant an Bedeutung als in großen Mengen verfügbarer alternativer Kraftstoff, der eine klimaneutrale Wirtschaft ermöglichen könnte. Da Wasserstoff jedoch eine viel geringere Dichte als die meisten anderen Energieträger besitzt, gibt es ein erhebliches und oft übersehenes logistisches Problem: Wie transportieren wir den Wasserstoff von den künftigen Produktionsstätten zu den Verbrauchsstellen? Die verfügbaren Trägertechnologien sind oft teuer, komplex und bei Formen wie Ammoniak mit praktischen Risiken verbunden. Um die kommerzielle Rentabilität zu gewährleisten, ist es wichtig, dass zuverlässige und kosteneffiziente Methoden für den Wasserstofftransport entwickelt werden. Die Studie von Roland Berger geht der Frage nach, welche im großen Maßstab einsetzbare Transporttechnologie die beste Lösung für die kommenden Jahrzehnte sein könnte. Auch wenn es darauf keine einfache Antwort gibt, steht fest, dass politische Entscheidungsträger und Investoren jetzt handeln müssen, um einen kostengünstigen Wasserstofftransport zu ermöglichen und beim Aufbau der für eine kohlenstofffreie Wirtschaft erforderlichen Infrastruktur eine Vorreiterrolle zu spielen.

Eine saubere Revolution ist im Gange

Sauberer Wasserstoff wird unweigerlich eine wichtige Rolle bei der Erreichung der globalen Dekarbonisierungsziele spielen. Da alle Sektoren unserer Wirtschaft auf Netto-Null-Emissionen umstellen, wird die Gesamtnachfrage nach Wasserstoff in Europa bis 2050 voraussichtlich auf mehr als 45 Mio. Tonnen ansteigen. Grüner Wasserstoff und seine Derivate werden sowohl als Kraftstoff als auch als Rohstoff vor allem in den Sektoren eine große Rolle spielen, die traditionell schwer zu dekarbonisieren sind, beispielsweise in der Schwerindustrie und im Schiffsverkehr.

In vielen Verbrauchszentren der Welt – ein Paradebeispiel ist Europa – ist das Potenzial für die Erzeugung von sauberem Wasserstoff vor Ort jedoch begrenzt, so dass er aus Versorgungszentren mit kostengünstigen erneuerbaren Energien, etwa den Windparks in der Nordsee oder den Solarparks im Persischen Golf, bezogen werden muss. Infolgedessen steigen die Gesamtkosten für den Wasserstoff, der vor Ort genutzt werden kann, und die Wahl der richtigen Transportlösungen wird entscheidend.

Die Suche nach einer sauberen Lösung

Die Publikation von Roland Berger vergleicht die Rentabilität und die Kosten von drei durchgehenden Wasserstofftransporttechnologien: Ammoniak, verflüssigter Wasserstoff und flüssige organische Wasserstoffträger (LOHC). Rohre für den Transport von gasförmigem Wasserstoff werden ebenfalls in Betracht gezogen, aber aufgrund ihrer Beschränkungen liegt der Schwerpunkt auf flexibleren Transportmöglichkeiten.

  • Ammoniak: Da Ammoniak in großen Mengen vorliegt und bereits vielfach zum Einsatz kommt, sind die Infrastruktur und die Verfahren für die Lagerung und den Transport der Chemikalie bereits vorhanden, so dass dies eine praktikable und kostengünstige Option ist. Leider könnten die Toxizität von Ammoniak und die energieintensiven Verfahren zur Rückverwandlung von Ammoniak in Wasserstoff seine Verwendung außerhalb der Großindustrie einschränken.
  • Verflüssigter Wasserstoff (LH2): Gekühlt auf -253 °C (und damit eines der kältesten kryogenen Gase) kann die volumetrische Speicherdichte von Wasserstoff erheblich verbessert werden. Die Infrastruktur ist zwar bereits in kleinerem Umfang vorhanden, aber aufgrund der komplexen Verfahren und der erheblichen Anfangsinvestitionen ist diese Option im Vergleich zu den anderen Trägertechnologien zumindest auf kurze Sicht kostspieliger.
  • Flüssige organische Wasserstoffträger (Liquid Organic Hydrogen Carriers, LOHC): Da LOHC leicht zu handhaben, zu transportieren und zu lagern sind, kann die bestehende Infrastruktur für den Transport fossiler Brennstoffe genutzt werden. Die Technologie ist zwar relativ neu und noch nicht im industriellen Maßstab erprobt, trotzdem gelten LOHC als vielversprechender Kandidat für den Transport von Wasserstoff.

Alles eine Frage der Kosten

Um die Gesamtbetriebskosten (TCO) der drei Optionen für den Transport von Wasserstoff im Jahr 2025 abzuschätzen, entwickelte Roland Berger ein Kostenvergleichsmodell, bei dem jede Technologie innerhalb von vier Modellen getestet wird: Transport von Hafen zu Hafen im großen Umfang; multimodaler Transport mittlerer Mengen; multimodaler Transport kleiner Mengen und reiner Lkw-Transport.

Aus dem Kostenvergleichsmodell lässt sich vor allem ablesen, dass es keine Universallösung für den Wasserstofftransport gibt, die für alle untersuchten Situationen geeignet ist. Ungeachtet der beträchtlichen Kosten für die Verflüssigung und Kühlung könnte beispielsweise LH2 immer noch die bessere Option sein, wenn hochreiner flüssiger Wasserstoff am Ort der Verwendung benötigt wird. Welche Option für ein bestimmtes Szenario am sinnvollsten ist, muss letztlich von Fall zu Fall entschieden werden.

Grünes Licht von oben notwendig

In der Studie von Roland Berger wird geschätzt, dass ab Mitte des Jahrzehnts mehr als eine Million Tonnen sauberer Wasserstoff transportiert wird, was einen bedeutenden Wandel darstellt. Die Herausforderungen sind zahlreich, doch wenn die Wasserstoffwirtschaft ausgebaut und die Kohlenstoffemissionen reduziert werden sollen, sind massive Investitionen in die Transportinfrastruktur unerlässlich.

Um die wasserstoffbasierte Dekarbonisierung Wirklichkeit werden zu lassen, müssen Regierungen und Investoren aktiv werden. Erhebliche Investitionen, die von den politischen Entscheidungsträgern befürwortet und gefördert werden, müssen in die Forschung und Entwicklung aller bestehenden Transportlösungen fließen, während sich die Anbieter von Trägertechnologien auf die Verbesserung ihrer Effizienz und die Integration sauberer Optionen für die Energieaufnahme konzentrieren müssen. Letztlich werden die Vorreiter in diesem Sektor einen enormen Vorteil haben und in der Lage sein, Marktstandards zu setzen.

Laden Sie den Bericht von Roland Berger herunter und lesen Sie einen ausführlichen Kostenvergleich der Optionen für den Transport von Wasserstoff im großen Maßstab.

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Studie

Transportmöglichkeiten für den Kraftstoff der Zukunft

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Die Studie von Roland Berger kommt zu dem Ergebnis, dass kosteneffiziente Methoden zur Speicherung und zum Transport von Wasserstoff von entscheidender Bedeutung sind, um eine kohlenstofffreie Wirtschaft zu erreichen.

Veröffentlicht November 2021. Vorhanden in
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