Clean Hydrogen Hubs: ein entscheidendes Instrument in der US-Wasserstoff-Strategie

Frankreich, die Niederlande, Norwegen, Deutschland, Spanien, Portugal und die Europäische Union legten bis 2020 ehrgeizige Wasserstoffstrategien vor, in denen sie ihre zentralen Handlungsfelder und Ziele sowie die wichtigsten politischen Maßnahmen zur Erreichung dieser Ziele darlegten. Im Herbst 2022 richtete sich die Aufmerksamkeit der Weltöffentlichkeit jedoch auf die Vereinigten Staaten. Das US-Energieministerium (Department of Energy, DOE) veröffentlichte einen ersten Entwurf seiner lang erwarteten Strategie für sauberen Wasserstoff und einen Fahrplan, und im Sommer 2023 wurde die endgültige Fassung der Strategie veröffentlicht (U.S. National Clean Hydrogen Strategy and Roadmap, im Folgenden „die Strategie“).

In der Strategie werden drei Hauptziele festgelegt:

1.  Produktion von 5 Millionen Tonnen sauberen Wasserstoffs pro Jahr bis 2030
2. Ermöglichung von Kosten für die Produktion von sauberem Wasserstoff durch Elektrolyse von 2 $/kg bis 2026 und 1 $/kg Wasserstoff bis 2031. Der Strategie zufolge ist es möglich, die Kosten rasch zu senken und innerhalb eines Jahrzehnts eine Größenordnung zu erreichen, indem der innovative und unternehmerische Geist der Amerikaner sowie die nationalen Laboratorien, die Industrie und die akademischen Einrichtungen von Weltrang genutzt werden. Darüber hinaus können regionale Netzwerke genutzt, die Wasserstoffproduktion in unmittelbarer Nähe hochgefahren, die Transportkosten gesenkt und ganzheitliche Ökosysteme für die lokale Entwicklung geschaffen werden (DOE, 2023).
3. Regionale Hubs für sauberen Wasserstoff sollen entwickelt und ausgebaut werden (DOE, 2023).

Noch mehr Aufmerksamkeit als die Strategie selbst hat die Verabschiedung des Inflation Reduction Act (IRA) mit seinem Production Tax Credit, einer Steuervergünstigung für kohlenstoffarmen Wasserstoff, die auf dem Produktionsvolumen und dem CO2-Ausstoß pro Kilogramm Wasserstoff basiert, im öffentlichen und privaten Sektor weltweit auf sich gezogen. Dies ist ein einfacher, steuerlicher Ansatz, der sich bei den Anlegern als äußerst beliebt erwiesen hat und ein zentrales Instrument für den Ausbau der Wasserstoffproduktion in den USA ist.

Während der IRA ein zentrales Instrument zur Erreichung der Einsatz- und Kostenziele der US-Wasserstoffstrategie darstellt, ist es wichtig, ihn in Verbindung mit dem dritten Hauptziel des DOE zu sehen, nämlich die Entwicklung von Zentren für sauberen Wasserstoff. Nach der Definition des US Infrastructure Investment and Jobs Act sind „Clean Hydrogen Hubs“ Zentren von Wasserstoffproduktion, -verbrauch und der zugehörigen Infrastruktur, die sich in unmittelbarer Nähe zueinander befinden und auf bestimmte Endverbrauchssektoren ausgerichtet sind, um die Nutzung von sauberem Wasserstoff zu maximieren (DOE 2022, S. 26). Clean Hydrogen Hubs könnten als Ergänzung zum Production Tax Credit und als Katalysator für Innovation, Kooperation und Wissensaustausch entlang der gesamten Wasserstoff-Wertschöpfungskette gesehen werden. Sie bieten ein wichtiges Potenzial für die Unterstützung der weiteren Entwicklung des US-amerikanischen Wasserstoff-Ökosystems.

Die wichtigsten Erfolgsfaktoren bei der Einrichtung von sauberen Wasserstoff-Hubs

Ob das Potenzial des US-amerikanischen Wasserstoff-Hub-Konzepts ausgeschöpft werden kann, wird davon abhängen, wie diese Zentren in der Praxis umgesetzt werden. Auf der Grundlage von Umfragedaten, die von der globalen Informationsaustauschplattform Hydrogen Valley Platform (Weichenhain et al., 2021) gesammelt wurden, und der Analyse einer Fallstudie über die Entwicklung eines Wasserstofftals in den Niederlanden (Heerema, 2021) haben wir drei wesentliche Erfolgsfaktoren für die Entwicklung von Clean Hydrogen Hubs identifiziert: a) Geschäftsmodell und finanzielle Unterstützung, b) politische Unterstützung und Zusammenarbeit der Interessengruppen und c) das Projektkonzept.

Die von Wasserstoff-Hubs auf der ganzen Welt gesammelten Umfragedaten zeigen, dass ein zentraler Erfolgsfaktor die Gestaltung des Geschäftsmodells und die finanzielle Unterstützung ist, mit der das Hub rechnen kann (Weichenhain et al., 2021). Durch die Durchführung von Machbarkeitsstudien und Business-Case-Analysen (die von der Regierung finanziert und in Auftrag gegeben und von Universitäten, Forschungseinrichtungen und/oder privaten Unternehmen durchgeführt werden), die die Kosten des Projekts in einem frühen Stadium genau einschätzen, kann die wirtschaftliche Attraktivität des Projekts stark erhöht werden. Auf diese Weise können Wasserstoff-Hub-Projekte auch ihre Chancen auf finanzielle Unterstützung erhöhen. Dieser Faktor minimiert die Wahrscheinlichkeit unerwarteter Ausgaben und verhindert, dass in späteren Phasen neue Mittel aufgebracht werden müssen. Darüber hinaus trägt dieses Vorgehen dazu bei, Leitlinien für die Funktionsweise des Projekts, die Erzielung von Einnahmen, die potenziellen Kunden und andere Einzelheiten der Finanzierung festzulegen, und hilft so, ein klares Geschäftsmodell für das Projekt zu entwickeln.

Ein weiterer wichtiger Aspekt, der für den Erfolg von Wasserstoff-Hubs-Projekten erforderlich ist, ist die politische Unterstützung und die Zusammenarbeit der Interessengruppen. Durch die Einbindung zahlreicher Interessengruppen - von politischen Akteuren über Regulierungsbehörden bis hin zur Zivilgesellschaft - in einer frühen Phase des Projekts und die Ermittlung gemeinsamer Interessen können sowohl die politische Unterstützung als auch die öffentliche Akzeptanz gesichert werden. Außerdem ist es wichtig, eine gemeinsame Vision und damit verbundene Ziele für die Zukunft der Region zu entwickeln und diese in das Projektkonzept zu integrieren. Die Einbeziehung potenzieller Partner und der Zivilgesellschaft erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass das gesamte Projekt finanziell unterstützt wird, und beseitigt gleichzeitig politische und rechtliche Hürden für seine Entwicklung (Heerema, 2021).

Schließlich erfordern erfolgreiche Wasserstoff-Hubs die Entwicklung von Projektkonzepten, die sowohl auf lokale als auch auf nationale Bedürfnisse eingehen und die besonderen geografischen Gegebenheiten der jeweiligen Region berücksichtigen. Die Anpassung des Projekts und seines Umfangs an die Bedürfnisse sowohl der lokalen als auch der nationalen Akteure erhöht auch die Wahrscheinlichkeit, politische und finanzielle Unterstützung zu erhalten. Darüber hinaus sollten die Projekte an Orten mit vorteilhaften geografischen Bedingungen angesiedelt werden, wie z. B. einem hohen Potenzial an erneuerbaren Energien, großen Wasserressourcen, der Nähe von Hafenterminals für die Einfuhr und/oder Ausfuhr von Wasserstoff, einer gut etablierten Industrie in der Region und vielem mehr. Dies senkt die Produktionskosten und erhöht die Effizienz des Wasserstoff-Hubs. Eine klare Strategie hierfür kann mehr Investoren anlocken und somit mehr Finanzmittel mobilisieren.

Politische Instrumente zur Förderung von Erfolgsfaktoren für die Entwicklung von Clean Hydrogen Hubs

Der Erfolg des Konzepts der Wasserstoff-Hubs in den USA wird von der Zusammenarbeit der öffentlichen und privaten Akteure und ihrer Fähigkeit abhängen, die oben genannten Erkenntnisse in ihre Bemühungen einzubeziehen. Unsere Untersuchungen zur Wasserstoffpolitik in den USA zeigen, dass das Land bereits über 100 politische Instrumente für die Entwicklung der Wasserstoffwirtschaft besitzt. Darauf aufbauend wird im nächsten Abschnitt untersucht, inwieweit die bestehenden politischen Maßnahmen die Art von Unterstützung bieten, die durch die oben genannten Erfolgsfaktoren nahegelegt wird, und darauf aufbauend eine Reihe von Bereichen identifiziert, in denen noch gezieltere Anstrengungen des öffentlichen Sektors erforderlich sind.

Wie oben dargelegt, legt der erste Erfolgsfaktor die Notwendigkeit von Durchführbarkeitsstudien und Business-Case-Analysen in frühen Projektphasen nahe, um die wirtschaftliche Tragfähigkeit zu bestimmen und die Kosten genau zu ermitteln. Die Regierungen können die Entwicklung von Durchführbarkeitsstudien fördern, indem sie Mittel für diese Art von Studien bereitstellen und sie in Auftrag geben. Laut der Datenbank für Wasserstoffprojekte der Internationalen Energieagentur (IEA)  (2022) wurden in den USA mehr als 20 Durchführbarkeitsstudien für die Entwicklung wasserstoffbezogener Technologien erstellt, doch konnte keine staatliche Finanzierung mit diesen bestehenden Durchführbarkeitsstudien verknüpft werden. Im Rahmen des Infrastructure Investment and Jobs Act hat die US-Regierung 8 Milliarden Dollar für die Entwicklung regionaler Hubs für sauberen Wasserstoff im Rahmen des „Regional Clean Hydrogen Hubs Program“ (DOE, 2022) bereitgestellt. Die Investition eines Teils dieses Betrags in die Entwicklung von Machbarkeitsstudien im Frühstadium würde einen wichtigen Beitrag zu diesem Erfolgsfaktor leisten.
 
Was den zweiten Erfolgsfaktor - politische Unterstützung und Zusammenarbeit der Akteure - betrifft, so stellt die Einbeziehung des hochrangigen politischen Ziels für die Entwicklung von Wasserstoff-Hubs eine wichtige Stärke dar. Das Vorhandensein eines einheitlichen Ziels auf nationaler Ebene zeigt nicht nur die politische Unterstützung und ermutigt die öffentlichen Akteure auf den verschiedenen Verwaltungsebenen zu weiterer Unterstützung, sondern motiviert auch private Akteure, in Wasserstoff-Hubs zu investieren. Darüber hinaus hat das DOE die Online-Plattform H2 Matchmaker eingerichtet, um die Bildung regionaler Wasserstoffteams zu unterstützen, die Wasserstoffhersteller, Endverbraucher und andere Interessengruppen umfassen. Dies ist ein wichtiger Beitrag zur Förderung des Engagements und der Zusammenarbeit von Interessengruppen (DOE, 2023, a). Darüber hinaus könnte die Regierung einen Rahmen entwickeln, an den sich alle Wasserstoff-Hubs in jeder Region halten sollten, damit die Zusammenarbeit und Interaktion der Interessengruppen während des gesamten Projektlebenszyklus gewährleistet ist.

Der dritte Erfolgsfaktor schließlich besteht darin, ein Projekt zu entwickeln, das sich an spezifische geografische Bedingungen anpasst und sowohl auf lokale als auch auf nationale Bedürfnisse eingeht. Im Rahmen der Initiative „Hydrogen Shot“, eines Forschungs- und Entwicklungsprogramms, dessen Ziel es ist, innerhalb eines Jahrzehnts einen Preis von einem Dollar für ein Kilogramm sauberen Wasserstoff zu erreichen, hat das DOE eine Informationsanfrage (RFI) gestartet, um potenzielle Gebiete ihren regionalen Ressourcen entsprechend zu ermitteln. Auf der Grundlage des RFI wurden neun potenzielle Gebiete ermittelt (DOE, 2021). Darüber hinaus wird das DOE im Rahmen der nationalen Wasserstoffstrategie weiterhin regionale Analysen im ganzen Land durchführen und dabei die Verfügbarkeit von Wasser und anderen Ressourcen berücksichtigen, um die Regionen mit dem größten Potenzial zu ermitteln (DOE b, 2023 & DOE, 2022). Darüber hinaus berücksichtigt das DOE in seiner Ausschreibung für regionale Wasserstoff-Hubs (Regional Clean Hydrogen Hubs) Faktoren der Umweltgerechtigkeit, wie den Nutzen für die Gemeinschaft, bei der Bewertung der Bewerber.

Ebenso werden alle staatlich finanzierten Projekte, einschließlich der Regional Clean Hydrogen Hubs, in Übereinstimmung mit dem National Environmental Policy Act geprüft. (NEPA; 42 U.S.C. 4321, et seq.). Der NEPA schreibt vor, dass Bundesbehörden im Rahmen ihrer Entscheidungsprozesse die Auswirkungen geplanter Maßnahmen auf die Umwelt und die Gesellschaft berücksichtigen müssen (DOE b, 2023). Diese Maßnahmen stellen wichtige Schritte zur Unterstützung der Entwicklung von Wasserstoff-Hub-Konzepten dar, die die lokalen geografischen Gegebenheiten nutzen und Vorteile für die lokalen Gemeinschaften mobilisieren. Um ihre wirksame Umsetzung zu erleichtern, wäre es wichtig, gemeinsame Leitlinien zu entwickeln, um die Beteiligten bei ihren Bemühungen zu unterstützen, die oben genannten Mandate im Rahmen der Entwicklung sauberer Wasserstoff-Hubs zu erfüllen.

Abschließende Bemerkungen

Mit der kürzlich erfolgten Veröffentlichung der offiziellen US-Strategie und des Fahrplans für sauberen Wasserstoff hat die Einrichtung von Wasserstoff-Hubs in den USA ein wichtiges Signal der politischen Unterstützung erhalten. Darüber hinaus haben die USA Anstrengungen unternommen, um die Entwicklung dieser Hubs durch die Bereitstellung öffentlicher Mittel und die Förderung privater Investitionen zu erleichtern. Auch der Clean Hydrogen Production Tax Credit dürfte wichtige Synergien mit dem „Clean Hydrogen Hub“-Konzept bieten. Während die Steuergutschrift direkt die Produktion von sauberem Wasserstoff unterstützt, hat das regionale Programm für saubere Wasserstoff-Hubs das Potenzial, die nachgelagerte Wertschöpfungskette zu fördern, d.h. Nutzung, Transport und Speicherung.)

Dennoch könnten die USA zusätzliche Anstrengungen unternehmen, um ihren Erfolg zu gewährleisten und ihren Nutzen für Gesellschaft und Umwelt zu steigern. Solche Anstrengungen könnten Folgendes beinhalten: i) die Entwicklung spezifischer Leitlinien für saubere Wasserstoff-Hubs, die die besonderen Bedingungen bestimmter Regionen nutzen und ihre Nachhaltigkeit gewährleisten, ii) die Schaffung eines gemeinsamen Rahmens, um die Zusammenarbeit und Interaktion verschiedener Interessengruppen während des gesamten Prozesses der Errichtung von Wasserstoff-Hubs zu gewährleisten, und iii) die Finanzierung und Beauftragung von Durchführbarkeitsstudien zur Bewertung des Potenzials von sauberen Wasserstoff-Hubs.

Referenzen

DOE a. (2023). H2 Matchmaker. https://www.energy.gov/eere/fuelcells/h2-matchmaker

DOE b . (2023). U.S. National Clean Hydrogen Strategy and Roadmap. https://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/us-national-clean-hydrogen-strategy-roadmap.pdf

DOE. (2021). DOE-Wasserstoff-Programm. Request for Information #DE-FOA-0002529. https://www.energy.gov/eere/fuelcells/articles/doe-hydrogen-program-request-information-de-foa-0002529

DOE. (2022). DOE National Clean Hydrogen Strategy and Roadmap. https://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/clean-hydrogen-strategy-roadmap.pdf

Heerema, K. (2021). Strategisches Nischenmanagement für Wasserstoff: eine Analyse des Hydrogen Hub Twente. http://essay.utwente.nl/88577/1/Heerema_MA_BMS.pdf

IEA. (2022). Datenbank für Wasserstoffprojekte. https://www.iea.org/data-and-statistics/data-product/hydrogen-projects-database

Moore, D., Slowey, E. & Gottlieb, I. (2022). The New Clean Hydrogen Production Tax Credit, Explained. https://news.bloombergtax.com/daily-tax-report/the-new-clean-hydrogen-production-tax-credit-explained

Weichenhain, U., Kaufmann, M. & Benz, Anja (2021). Hydrogen Valleys. Einblicke in die aufstrebenden Wasserstoffwirtschaften der Welt. https://h2v.eu/media/7/download