HYPAT – Globaler Wasserstoffatlas untersucht Standorte für nachhaltige Produktion 

(9.5.2025) Deutschland wird einen Großteil des grünen Wasserstoffs sowie der wasserstoffbasierten Syntheseprodukte importieren müssen. Im Projekt „HYPAT” wurde ein globaler Wasserstoff-Potenzialatlas entwickelt, welcher nachhaltige Standorte für die zukünftige grüne Wasserstoffwirtschaft identifiziert und analysiert. Mögliche Partnerländer Deutschlands für eine kooperative Entwicklung werden inklusive potenzieller Handelsvolumina, Produktions- und Transportkosten für 2030 sowie 2050 aufgezeigt.

Kostenanalyse und Bedürfnisse der Kooperationsländer

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE führte insbesondere technoökonomische Analysen möglicher Standorte für eine grüne Wasserstoffproduktion sowie zum Export möglicher Power-to-X-Produkte durch.

Kosten entlang der Wertschöpfungskette für den Import aus Brasilien, Marokko, Kanada, der Ukraine und den Vereinigten Arabischen Emiraten wurden analysiert; die Bedürfnisse der Partnerländer (bspw. nachhaltige Deckung der eigenen Energienachfrage, Erreichung der formulierten Klimaziele und Einhaltung spezifischer Nachhaltigkeitskriterien) wurden ebenfalls berücksichtigt.

Importkosten (LCoH) für Wasserstoff einschließlich der Rückumwandlung bei PtX-Produkten nach Deutschland aus ausgewählten Ländern im Jahr 2030 (Grenzkostenbandbreite aller Szenarien). (Bild: Fraunhofer ISE) 

Importkosten (LCoH) für Wasserstoff einschließlich der Rückumwandlung bei PtX-Produkten nach Deutschland aus ausgewählten Ländern im Jahr 2050 (Grenzkostenbandbreite aller Szenarien). (Bild: Fraunhofer ISE) 

Kosten mittels „H2ProSim” simuliert

Um den Import von 5 Power-to-X-Produkten (Flüssigwasserstoff, Ammoniak, flüssige organische Wasserstoffträger, Methanol, Fischer-Tropsch-Produkte) per Schiff zu betrachten kam das Simulationstools „H2ProSim” zum Einsatz.

Der größte Kostenanteil (⅔ - ¾) entfällt auf die Wasserstoffproduktion. Produktionsmengen und Kosten für Synthese, Speicherung und Transport fallen je nach Produkt unterschiedlich ins Gewicht. Abhängig vom gewählten Entwicklungsszenario prognostiziert die Simulation Importkosten von ca. 3,50 Euro - 6,50 Euro je kg Wasserstoff in 2030 und 2 Euro - 4,50 Euro in 2050 möglich. Die meisten der analysierten Länder können Kosten in vergleichbarer Höhe realisieren.

Ob der Transport per Schiff oder Pipeline günstiger ist, ist abhängig vom jeweiligen Land. Hierbei ermöglicht der Pipeline-Transport einerseits strategische Partnerschaften, bringt andererseits jedoch Abhängigkeiten mit sich.

Flüssigwasserstoff stellt langfristig die kostengünstigste Option für den Import reinen Wasserstoffs per Schiff dar. Diese Technologie ist aktuell jedoch noch nicht marktverfügbar. Ammoniak ist die vielversprechendste Option der Power-to-X-Produkte, gefolgt von Methanol und Fischer-Tropsch-Syntheseprodukten. Die kurz- und mittelfristige Förderung von Ammoniak empfohlen. Die Entwicklung von Flüssigwasserstoff-Technologien sollte beschleunigt werden.

Effekte auf Exportländer

Umweltaspekte, Nachhaltigkeitskriterien und soziale sowie wirtschaftliche Entwicklungschancen für die Exportländer wurden ebenfalls untersucht:

Der Ausbau der erneuerbaren Energien für die Produktion grünen Wasserstoffs kann zu einer schnelleren Energiewende und geringen Stromkosten führen. Bei steigenden Exportvolumina kann dieser Effekt wieder abschwächen und es kann zu Strompreissteigerungen im Exportland kommen.

Nachhaltiges Bereitstellen benötigten Wassers

Derzeit werden für die Produktion von 1 kg Wasserstoff 15 bis 20 kg (bzw. Liter) Frischwasser benötigt. Bei der Stromerzeugung fällt weiterer, geringerer Wasserbedarf an. In Regionen mit geringen Süßwasserreserven müssen daher Alternativen (Meerwasserentsalzung, Transport über Pipelines) in die Planung nachhaltiger Wasserstoffprojekte einbezogen werden. Im Rahmen des HYPAT-Projektes wurden durch das Team des Fraunhofer ISE beispielhaft die Wasserkosten für potenzielle Power-to-X-Standorte in Marokko analysiert. Hierzu wurden Geodaten mit den Kosten von Wasseraufbereitungstechnologien und -leitungen kombiniert.

Für die Wirtschaftlichkeit der Wasserversorgung- und -übertragung müsste eine Mindestgröße des Elektrolyseurprojekts erreicht werden, welche je nach Region variiert, so das Ergebnis der Untersuchung. Für Marokko lagen die Investitionskosten für die Wasserversorgung abhängig vom Standort zwischen 0,012 Euro und 0,245 Euro pro kg erzeugten Wasserstoffs. Im Vergleich zu anderen Kosten ist dieser Faktor sehr gering.

Das Projekt HYPAT - H2-Potentialatlas - wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF im Rahmen des Ideenwettbewerbs „Wasserstoffrepublik Deutschland” im Modul „Grundlagenforschung Grüner Wasserstoff” gefördert.