HANSA 09-2022

© HESC Die von Kawasaki

© HESC Die von Kawasaki Heavy Industries gebaute »Suiso Frontier« ist der weltweit erste Wasserstofftanker. Das 116 m lange Schiff kann 1.250 m3 transportieren Shipping the Sunshine Die Akteure hinter dem Vorhaben »Hygate« haben Pläne entwickelt, wie man Deutschland mit grünem Import-Wasserstoff aus Australien versorgen könnte. Dafür werden aber auch geeignete Schiffe gebraucht. Und die Frage des richtigen Energieträgers ist noch zu klären Es geht darum, »den Sonnenschein einzufangen und zu verschiffen.« Nicht weniger blumig drückte es jüngst der deutsche Finanzminister Christian Lindner im Bundestag aus, als er nachhaltig erzeugte Energien als »Freiheitsenergien« bezeichnete. Bei derart bedeutungsschweren Aussagen fragt man sich, wie der passende Wasserstofftransporter, quasi das neue »Liberty«-Schiff, aussehen könnte. Wir schauen uns einmal an, wie das alles zusammenhängt und machen eine kleine Reise in eine nicht mehr ferne Zukunft. Zahlreiche Studien deutscher Wirtschaftsinstitute beschreiben für die nach Deutschland zu importierende Wasserstoffmenge ein noch recht uneinheitliches Bild. Das liegt daran, dass noch nicht absehbar ist, wie schnell der Ausbau von Wind- und PV-Anlagen, der hiesigen Wasserstoffproduktion und der benötigten Infrastruktur gelingen werden. Zudem ist die Entwicklung des deutschen Primärenergieverbrauchs nicht abschließend absehbar – denn ohne eine Halbierung von heute 3.600 TWh/Jahr auf 1.800 TWh/Jahr durch Effizienzsteigerung ist das Ziel eines klimaneutralen Deutschlands bis 2045 nicht realisierbar. Signifikante, skalierbare Einsparungsmaßnahmen können unter anderem durch die Umrüstung von privaten Gas- und Ölheizungen auf Wärmepumpentechnik, die Nutzung der Kraft-Wärme-Kopplung in der Industrie oder den konträr diskutierten Umstieg vom Verbrenner-Pkw zum E-Auto erreicht werden. Die Studie »Klimaneutrales Deutschland 2045« geht von einer nach Deutschland zu importierenden Wasserstoffmenge von 44 TWh/a bzw. jährlich 1,32 Mio. t Flüssigwasserstoff (LH2) für das Jahr 2030 aus. Im Jahr 2045 sollen es laut dieser Studie 169 TWh/a bzw. 5,07 Mio. t LH2/Jahr sein. Die Nationale Wasserstoffstrategie (2020) nennt für 2030 einen Importbedarf von 76–96 TWh. Die »Ariadne-Analyse« von Dezember 2021 des Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung ermittelte für 2030 einen Importbedarf von Powerto-X- und H2-Energieträgern mit einem jährlichen Volumen von 28 TWh bzw. 0,8 Mio. t LH2. Für 2045 soll dieser Wert dann, je nach Entwicklung von Primärenergiebedarf und Ausbau von nachhaltigen Energiequellen in Deutschland, zwischen 300 TWh/a und 750 TWh/a bzw. 9–22,5 Mio. t betragen. Die Dena- Leitstudie beziffert die Wasserstoffimporte mit 3,7 TWh/a bzw. 0,11 Mio. t für 2030 und 383 TWh bzw. 11,5 Mio. t für das Jahr 2045. Die Zahlen streuen also noch gewaltig. Woher kommt der Wasserstoff? Das ist zunächst abhängig von der Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff bzw. dessen Derivaten, zum Beispiel von grünem Ammoniak (NH3) oder grünem Methanol. Länder wie Australien mit den Vorhaben »Hygate« und «Hysupply«, Chile (»Haru Oni«), Argentinien (Provinz Rio Negro), Saudi-Arabien (Produktion in Neom & Projekt »Helios« ) und die Vereinigten Arabischen Emirate (»KIZAD«) haben sich bereits im Rahmen diverser bilateraler Projekte auf den Weg gemacht, um grünes H2 und grünes NH3 zu produzieren und Exportstrukturen zu entwickeln. Nach weitläufiger Auffassung von Wirtschaft und Politik hat die Entwicklung einer politisch sowie technisch resilienten Beschaffungsstruktur von grünem Wasserstoff für Deutschland höchste Priorität. Dabei ist eine Vermeidung von Lieferengpässen durch die Entwicklung eines ausgewogenen Vertragswerkes von langfristigen, strategischen Lieferverein- 74 HANSA – International Maritime Journal 09 | 2022

SMM GREEN bildung 1: Entwicklung des deutschen Energieimportbedarfs je nach Energieverbrauch und inländischer Erneuerbaren Energie Erzeug Entwicklung des deutschen Energieimportbedarfs in Abhängigkeit vom Energieverbrauch und von der Erzeugung Erneuerbaren Energie im Inland barungen ebenso wichtig wie der flexible, taktische Zukauf von grüner Energie, um konkurrenzfähige Preise zu erzielen. Ein liquider Markt ist eine nun zu entwickelnde Grundvoraussetzung. Bis 2045 soll nach Aussage der Studien ein breites, weltweites Angebot von grünem Wasserstoff und dessen Derivaten entstehen. Für die Anlaufphase der Nationalen Wasserstoffstrategie gehen wir im Rahmen dieses Artikels für das Jahr 2030 von 80 % Importanteil an grünem Wasserstoff über See aus den Ländern Australien, Argentinien und den Vereinigten Arabischen Emiraten (V.A.E.) in Form von Ammoniak aus. Die V.A.E. sind dabei stellvertretend für die Länder der arabischen Halbinsel, Argentinien vertritt Südamerika. Dabei nehmen wir eine jährliche Transportmenge von insgesamt 5,5 Mio. t NH3 für 2030 an. Der Aufbau einer exportfähigen H2-Produktion via Pipeline aus Ländern mit hohem Potenzial und größerer räumlicher Nähe, etwa in Nordafrika, erscheint derzeit bis 2030 nicht realistisch. Diese Länder haben einen zu großen Nachholbedarf bei der Infrastruktur, besonders bei grüner Energie. Es mangelt dort zudem an ausreichender Finanzierung, die politische Lage in diesen Ländern ist zudem häufig instabil. Das Verhältnis zu den EU-Staaten, wie zuletzt zwischen Marokko gegenüber Spanien und Deutschland, ist dabei zeitweise angespannt. Bis 2045 könnte der Aufbau einer exportorientierten und verlässlichen Wasserstoffproduktion aus dem nordafrikanischen Raum nach Europa aber durchaus gelingen, so dass von dort ein signifikanter Anteil unseres Primärenergiebedarfs kommen könnte. Für die Endphase des geplanten Energiewandels um das Jahr 2045 herum könnte der Importanteil des über See transportierten Volumens 35 % erreichen, das entspräche 21,5 Mio. t NH3 im Jahr, die auch 2045 noch ausschließlich aus den zuvor genannten drei Ländern stammen könnten. Aufgrund der geografischen Lage dieser sogenannten First- Mover zeichnet sich ein signifikanter Bedarf an Schiffen ab. Wasserstoff kann als Flüssigwasserstoff (LH2) bei -253° C unter atmosphärischem Druck transportiert werden. Diese extrem tiefe Temperatur nahe dem absoluten Nullpunkt stellt hohe technische Anforderungen an die Konstruktion eines LH2-Carriers. Tanks für Flüssigwasserstoff müssen extrem gut isoliert werden, was aber die Volumeneffizienz seines Transports signifikant verschlechtert. Trotz guter thermischer Isolation bleibt die Boil Off Rate (BOR) bei atmosphärischem Druck mit 0,52 % der transportierten Menge pro Tag sehr hoch und erfordert einen großen baulichen und energetischen Aufwand, der bei der Rückverflüssigung des verdampften Wasserstoffs an Bord entsteht. Ob sich der Transport von reinem Wasserstoff – flüssig oder gasförmig – © Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung g Figure III. Map of potential low-carbon hydrogen import-export dynamics in 2040 Strongly export-oriented Slightly export-oriented Slightly import-oriented © World Energy Council Strongly import-oriented Exporting location Importing location Hydrogen hubs Source: World Energy Council Note: This map is without prejudice to the status of or sovereignty over any territory, to the delimitation of international frontiers and boundaries and to the name of any territory, city or area. Trade lines in the map above are figurative and do not reflect the actual trajectory of potential shipments. Karte der potenziellen Import- und Exportdynamik von kohlenstoffarmem Wasserstoff im Jahr 2040 Source: IRENA, 2022 Kosteneffizienz nach Volumen und Entfernung © IRENA 2022 HANSA – International Maritime Journal 09 | 2022 75