Wasserstoff in Kanada: Der Krieg in der Ukraine weckt neue Interessen

Dieser Blog wurde mitverfasst von Marleina Schreiner von der Universität von Alberta in Kanada.

Der Einmarsch Russlands in die Ukraine hat das Interesse der europäischen Politiker an der Intensivierung der Energiehandelsbeziehungen mit Kanada verstärkt, da die Regierung des nordamerikanischen Landes auf der Suche nach zuverlässigen Partnern ist, um seine Importe fossiler Brennstoffe rasch zu diversifizieren. Mit der Verabschiedung des „LNG-Beschleunigungsgesetzes“ am 1. Juni diesen Jahres (Bundesregierung, 2022) hat Deutschland kanadischen Unternehmen berechtigte Hoffnungen auf den Export großer Mengen verflüssigten Erdgases (LNG) nach Deutschland gemacht (Schaudwet, 2022). Könnte dies ein Vorläufer für zunehmende Beziehungen im Bereich Wasserstoff sein, da beide Volkswirtschaften in den kommenden Jahren dekarbonisiert werden?

In der Tat blickt Kanada auf eine beachtliche Erfolgsbilanz: Das Land kann auf zahlreiche Innovationen im Bereich Wasserstoff verweisen, darunter das erste Patent für die Elektrolyse-Technologie im Jahr 1915, die erste industrielle Produktion von Wasserstoff in den 1920er-Jahren und sogar das erste Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug für leichte Nutzfahrzeuge in den frühen 2000er-Jahren (Regierung von Kanada, 2020). Die Veröffentlichung der Wasserstoffstrategie für Kanada 2020 hat das Interesse an der kanadischen Wasserstoffindustrie bereits in hohem Maße geweckt. Die Wasserstoffstrategie bietet ein aufeinander aufbauendes Konzept von Initiativen zur Förderung des langfristigen Wachstums und geht einher mit bundespolitischen Maßnahmen, die sich auf 29,4 Milliarden Dollar an zugesagten wasserstoffbezogenen Investitionen belaufen (Schätzung der Autoren auf der Grundlage der derzeitigen wasserstoffpolitischen Maßnahmen in Kanada). Laut Schätzungen bewirkt die Wasserstoffstrategie, dass die inländischen Einnahmen bis zum Jahr 2050 auf über 50 Milliarden Dollar steigen und über 350.000 neue Arbeitsplätze schaffen werden.

Während die meisten Kanadier die potenzielle wirtschaftliche Expansion und die Zunahme der Beschäftigung durch Wasserstoff unterstützen, ist die öffentliche Meinung darüber, wie Wasserstoff hergestellt werden sollte, alles andere als einhellig. Kanadas vielfältige geografische Gegebenheiten und natürliche Ressourcen ermöglichen mehrere Arten von Wasserstoffproduktionsverfahren. Kanada kann

• grünen Wasserstoff durch Elektrolyse unter Verwendung von Wasser- oder Windkraft erzeugen,
• blauen Wasserstoff durch Methan-Dampfreformierung (SMR) mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) unter Verwendung von Erdgas und sogar
• rosa Wasserstoff durch Elektrolyse unter Verwendung von Kernkraft (Regierung von Kanada, 2020).

Trotz der Optionen, die Kanadas Geografie und natürliche Ressourcen bieten, und trotz der Unterstützung der Regierung für die Entwicklung von grünem und blauem Wasserstoff gibt es keinen Konsens darüber, welche(n) Weg(e) der Wasserstoffproduktion Kanada einschlagen sollte. Der kanadische Fall ist daher ein gutes Beispiel für die Debatte, die sich um die Nachhaltigkeit der einzelnen Wege dreht und die weltweit und unter vielen verschiedenen Interessengruppen geführt wird.

Blauer Wasserstoff ist derzeit die wirtschaftlichste Form der Wasserstofferzeugung in Kanada, obwohl er immer noch teurer ist als herkömmliche fossile Brennstoffe wie Kohle, Öl oder Erdgas (Canadian Gas Association, 2021). In Gebieten, in denen Erdgas billiger ist (drei bis vier Dollar pro Million British Thermal Units (MMBTu)), wie in Kanada oder den USA, könnte blauer Wasserstoff für weniger als zwei Dollar pro Kilogramm hergestellt werden, verglichen mit vier Dollar pro Kilogramm für grünen Wasserstoff an denselben Standorten (Bhavnagri, 2021).

Der Krieg in der Ukraine wirkt sich jedoch auf die Erdgaspreise in der ganzen Welt aus, was die allgemeine Kostenwettbewerbsfähigkeit von blauem Wasserstoff verringert - und Kanada ist da keine Ausnahme. In der Provinz Alberta, einst eine wettbewerbsfähige Erdgasregion, sind die Preise im Vergleich zu 2021 um mehr als hundert Prozent gestiegen und erreichten im Mai diesen Jahres 7,31 Dollar pro MMBtu (Jang, 2022). Obwohl grüner Wasserstoff derzeit die teuerste Form der Produktion ist, werden in naher Zukunft erhebliche Kostensenkungen erwartet, da sich die Technologie verbessert und Größenvorteile erzielt werden können (Invest Canada, 2021). Bhavnagri zufolge könnten die Kosten für grünen Wasserstoff bis 2030 um etwa 75 Prozent sinken. Außerdem wird befürchtet, dass blauer Wasserstoff zur Erholung der Ölindustrie beitragen könnte, die einen großen Anteil an den Treibhausgasemissionen hat, und Kanada daran hindern könnte, die für die nahe Zukunft gesetzten Ziele zur Emissionsreduzierung zu erreichen (National Observer, 2021).

Andererseits würde die Aufnahme von blauem Wasserstoff in die kanadischen Wasserstoffproduktionspfade es möglichst vielen Provinzen ermöglichen, sich zu beteiligen, da ölreiche Provinzen wie Alberta und Saskatchewan für die Produktion von blauem Wasserstoff gut geeignet sind, für grünen Wasserstoff jedoch überhaupt nicht. Darüber hinaus belaufen sich die jüngsten Investitionen in die Technologie zur Kohlenstoffabscheidung, -nutzung und -speicherung (CCUS) und in blaue Produktionsanlagen in Kanada auf insgesamt 8,4 Milliarden Dollar (Schätzung der Autoren auf der Grundlage der aktuellen wasserstoffpolitischen Maßnahmen in Kanada), was ein Engagement für die Fortsetzung der blauen Produktion zeigt. Es gibt bereits eine bedeutende Infrastruktur, die für blauen Wasserstoff genutzt werden kann, wie beispielsweise Erdgaspipelines (die für den Transport von Wasserstoff umgewidmet werden könnten) sowie eine große Anzahl hochqualifizierter Arbeitskräfte in diesem Bereich (Regierung von Kanada, 2020). Mit blauem Wasserstoff können ebenso Provinzen mit hohem Schadstoffausstoß aktiv an der neuen sauberen Wirtschaft teilnehmen. Vorhandenes Fachwissen und Infrastrukturen in diesen Provinzen könnten genutzt werden, und blauer Wasserstoff könnte als Brücke in einer Übergangsphase zu grünem Wasserstoff dienen.

Die anhaltende Debatte zwischen den Provinzen macht es der Bundesregierung schwer, eine bestimmte Produktionsmethode für Wasserstoff vorzuschreiben, da sie keine Region von diesen wirtschaftlichen Vorteilen ausschließen möchte. Wenn Kanada jedoch Wasserstoff exportieren will, insbesondere auf den europäischen Markt, wird es angesichts der Präferenzen in der EU und insbesondere in Deutschland der Produktion von grünem Wasserstoff den Vorzug geben. Solange die Exporteure nicht in der Lage sind, die Nachhaltigkeit des blauen Wasserstoffs auf der Grundlage internationaler Standards zu überprüfen, könnte er ins Abseits geraten (Center for Strategic and International Studies, 2021), vor allem weil bei der Produktion Methan freigesetzt wird, ein Grund, warum viele Forscher diese Art von Wasserstoff nicht als kohlenstoffarme Option betrachten (Howarth & Jacobson, 2021).

Unabhängig von der Produktionsmethode hat Europas neuer Imperativ, seine Energieimporte zu diversifizieren, bereits zu ersten Schritten geführt, um die Eckpfeiler für einen verstärkten transatlantischen Energiehandel zu setzen. Bei einem Treffen zwischen dem deutschen Bundesminister für Wirtschaft und Klimaschutz, Robert Habeck, und dem kanadischen Bundesminister für Innovation, Wissenschaft und Industrie, François-Philippe Champagne, im Mai 2022 wurde festgestellt, dass Kanada eine der besten Alternativen zu Europas derzeitiger Abhängigkeit von russischen Gasimporten sein könnte. Außerdem erklärten sie, dass die Importe rasch auf sauberen Wasserstoff umgestellt werden sollten (Schaudwet, 2022), was ein starkes Signal für eine mögliche künftige Zusammenarbeit im Bereich Wasserstoff darstellt.

Das Problem ist, dass der Transport von sauberem Wasserstoff von Kanada nach Europa per Schiff erfolgen muss, dem teuersten und technisch anspruchsvollsten Transportmittel. Derzeit muss Wasserstoff für den Transport verflüssigt oder in ein Syntheseprodukt wie flüssigen organischen Wasserstoffträger (LOHC) oder Ammoniak umgewandelt werden, und genau diese beiden Prozesse - Umwandlung und Verflüssigung - erhöhen die Kosten des Wasserstofftransports per Schiff um bis zu 25 Prozent gegenüber dem Transport per Pipeline (Wietschel, et.al., 2022).

Zwei weitere Faktoren sind für den Transport von Wasserstoff und LNG ebenfalls von zentraler Bedeutung: Infrastruktur und Nachhaltigkeit. Bis heute verfügt Kanada nicht über ein LNG-Exportterminal an seiner Ostküste, das den Zugang zum europäischen Markt ermöglicht. Darüber hinaus ist der internationale Transport von Wasserstoff und LNG mit erheblichen Herausforderungen in Bezug auf die Nachhaltigkeit verbunden. Diese betreffen vor allem die Treibhausgasemissionen, die mit dem Betrieb von Export- und Importterminals verbunden sind, sowie die direkten Emissionen, die durch den Transportweg entstehen.

Dennoch könnten kanadische Projekte, die derzeit diskutiert werden, einige dieser Probleme angehen: Jim Illich, ein LNG-Unternehmer, plant den Bau eines Exportterminals an der Ostküste Kanadas in der Provinz Quebec, das ausschließlich mit Strom aus Wasserkraft betrieben werden soll (Schaudwet, 2022). Wenn die Schiffe, die von Illichs Projekt in Québec abfahren, mit kohlenstoffarmen Kraftstoffen wie Ammoniak oder Wasserstoff betrieben werden, wäre der Transport von LNG und potenziell auch von Wasserstoff wesentlich nachhaltiger.

Projekte wie das oben erwähnte könnten den Grundstein für einen künftigen kanadisch-europäischen Wasserstoffhandel legen. Während die Umwandlung und Rückumwandlung von Wasserstoff 60 bis 80 Prozent der Gesamttransportkosten für eine 10.000 Kilometer lange Strecke ausmachen, ist der Kostenanstieg pro Kilometer marginal. Das bedeutet, dass der Transport von Wasserstoff über große Entfernungen wirtschaftlich machbarer ist, als es auf den ersten Blick scheint (Wang, et.al., 2021). Die Kosten für den Transport von Wasserstoff über größere Entfernungen wie die Strecke von Kanada nach Europa stellen also eine geringere Belastung dar als für Ziele innerhalb von 10.000 Kilometern.

Aber würde Kanada tatsächlich Wasserstoff für den europäischen Markt produzieren wollen? Würde es nicht eher einen Markt bevorzugen, der geografisch näher liegt, wie etwa den Nordosten der Vereinigten Staaten? Und wäre es auf europäischer Seite nicht lohnenswert, andere, näher gelegene Partner wie Länder in Nordafrika in Betracht zu ziehen? Die räumliche Nähe ist nicht unbedingt der wichtigste Faktor. Für den Aufbau starker und langfristiger Energiehandelsbeziehungen sind Stabilität und Zuverlässigkeit der Partnerschaft der Schlüssel, und das ist etwas, was Kanada und Europa einander bereits bieten.

Die Auswirkungen des russischen Krieges in der Ukraine auf das europäische Energiesystem erfordern neue Akteure, die dazu beitragen, die Erdgasnachfrage auf dem Kontinent zu senken. Bereits im ersten Quartal 2022 haben die USA 74 Prozent ihres LNG nach Europa exportiert, mehr als doppelt so viel wie im gleichen Zeitraum 2021 (EIA, 2022). Dies zeigt, dass Kanadas LNG-Exporte das Potenzial haben, auf den europäischen Markt zu gelangen. Würden Projekte an der Nordostküste Kanadas in Angriff genommen (wie das von der Firma LNG Newfoundland and Labrador Ltd. an der Küste Neufundlands vorgeschlagene), hätten sie den Vorteil, dass sie nur halb so weit von Europa entfernt wären wie die LNG-Terminals im Golf von Mexiko, und sie würden mit Wasserkraft betrieben, was höhere Umweltstandards erfüllen würde (Tuttle, 2022).

Die Dekarbonisierung steht nach wie vor im Mittelpunkt der kanadischen und europäischen Energiepolitik, was auch vom kanadischen Minister für natürliche Ressourcen, Jonathan Wilkinson, anerkannt wird, der festgelegt hat, dass alle neuen LNG-Anlagen emissionsarme Verfahren verwenden und in der Lage sein müssen, auf Wasserstoff umzustellen (Platt, 2022). Somit sind die geplanten LNG-Terminals geeignet, die Grundlagen für Projekte zu schaffen, die über die Auswirkungen des Krieges in der Ukraine hinausgehen und beide Regionen dem Erreichen ihrer Klimaziele näherbringen.