Wie die EU kohlenstoffarmen Wasserstoff zertifizieren kann
Vor kurzem hat die Europäische Kommission eine wichtige Botschaft übermittelt: Europa wird nicht in der Lage sein, den gesamten Wasserstoff zu produzieren, den es zur Dekarbonisierung schwer zu elektrifizierender Sektoren wie Stahl, industrielle Hochtemperatur-Prozesswärme und Schifffahrt benötigt.
Studien gehen davon aus, dass der Wasserstoffbedarf der EU bis 2050 von 8,3 Mtpy auf mehr als 60 Mtpy (280 TWh auf >2.000 TWh) steigen wird, um die Klimaziele zu erreichen (siehe Abbildung unten). Um dieses Ziel zu erreichen, werden Importe erforderlich sein. Der Weltenergierat schätzt, dass 50 % des für Europa prognostizierten Wasserstoffbedarfs importiert werden müssten, was bedeutet, dass Europa Partnerschaften mit Ländern eingehen muss, die in der Lage sind, die Produktion von sauberem Wasserstoff auszubauen, wie etwa im Nahen Osten und Nordafrika oder in den USA.
Prognostizierter Wasserstoffbedarf der EU bis 2050
Wasserstoff und aus Wasserstoff gewonnene Kraftstoffe wie Ammoniak emittieren zwar bei ihrer Verwendung keinen Kohlenstoff, müssen aber auf Wegen hergestellt werden, die den Ausstoß von Treibhausgasen (THG) wie Kohlendioxid (CO2) und Methan minimieren, was zu sehr niedrigenCO2-Äquivalent-Emissionen in der gesamten Wertschöpfungskette führt. Wir können ihre Klimaauswirkungen nicht einfach messen, wenn wir sie verwenden.
Aber wie messen wir eigentlich die gesamten Treibhausgasemissionen von Wasserstoff? Genauer gesagt, wie kann Europa sicherstellen, dass importierter und lokal produzierter Wasserstoff klimaschonend ist? Und welche regulatorischen Instrumente brauchen wir, um erfolgreich zu sein?
Die Festlegung von Standards für Kraftstoffimporte ist für die EU nicht neu. Europa ist seit langem führend in der Umwelt- und Klimaregulierung, die über seine Grenzen hinaus Auswirkungen hat, und viele Länder weltweit haben bereits Kraftstoffstandards nach dem Vorbild der EU eingeführt.
Das Gaspaket ist der Vorschlag der Europäischen Kommission zur Dekarbonisierung bestehender Gasnetze und zur Regulierung des entstehenden Marktes für erneuerbare und kohlenstoffarme Energieträger. Es wird derzeit überarbeitet, um es mit dem Ziel der EU in Einklang zu bringen, die Treibhausgasemissionen bis 2030 um 55 % gegenüber dem Stand von 1990 zu senken. Ein entscheidender Teil dieser Überarbeitung wird darin bestehen, sicherzustellen, dass lokaler und importierter Wasserstoff über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg ehrgeizige THG-Emissionsreduzierungen im Vergleich zu unveränderten fossilen Brennstoffen erreicht, und dass so bald wie möglich ein EU-weites Wasserstoffzertifizierungssystem eingeführt wird. An einer anderen technologischen Front leistet die EU Pionierarbeit bei der Einführung eines Zertifizierungsmechanismus für die Kohlenstoffabscheidung. Dies liegt fest in der Hand der Kommission.
Sie ist wichtig für die Erreichung der Klimaziele und für die praktischen Realitäten der Schaffung eines neuen globalen Kraftstoffmarktes. In einer Netto-Null-Welt müssen alle fossilen Brennstoffe auf dekarbonisierte Energie umgestellt werden oder CO2-freie kraftstoffe. Durch die Festlegung von kohlenstoffarmen Wasserstoffnormen kann Europa den entstehenden globalen Wasserstoffmarkt gestalten und so auf ein ehrgeizigeres Klimaziel außerhalb des Blocks drängen. Projektentwickler, Technologieanbieter, Finanzinstitute und Exportländer benötigen Gewissheit und Klarheit über Wasserstoffzertifizierungsstandards, um Investitionsrisiken zu verringern und Projekte voranzutreiben, was den Fortschritt seit mindestens einem Jahrzehnt behindert. Ohne Klarheit seitens eines der weltweit größten Abnehmer von Kraftstoffen wird sich das Entstehen eines neuen und dringend benötigten globalen Marktes für CO2-freie kraftstoffe weiter verzögern.
Was wir aus früheren EU-Kraftstoffvorschriften lernen können
Schauen wir uns das Beispiel der Dieselregelung in der EU genauer an.
Die Liebe der Europäer zu Dieselfahrzeugen hat sie an das trockene und laute Dröhnen ihrer Motoren gewöhnt. Europas Durst nach Diesel konnte - und kann - von der heimischen Raffinerieindustrie nicht gestillt werden. Ölexportierende Länder wurden zu europäischen Diesellieferanten, um die Marktlücke zu schließen, aber nicht ohne die strengeren EU-Kraftstoffnormen einzuhalten.
Die Fahrer von Dieselfahrzeugen haben es wahrscheinlich nicht bemerkt, als 2009 die Euro-V-Norm eingeführt wurde. Die Euro V-Norm war die überarbeitete europäische Umweltnorm für Kraftstoffe für Straßenfahrzeuge. Die neue Norm begrenzt den Schwefelgehalt in Diesel und Benzin auf 10 Teile pro Million (ppm). Die Vorgängernorm, Euro IV, erlaubte einen Schwefelgehalt von 50 ppm im Diesel. Die Entfernung von Schwefel in Kraftstoffen ist von entscheidender Bedeutung, denn wenn der in Kraftstoffen enthaltene Schwefel verbrannt wird, entstehen Schwefeldioxidmoleküle. Wenn diese Moleküle mit Wasser in Berührung kommen, verursachen sie sauren Regen. Die Senkung des Schwefelgehalts in Dieselkraftstoff von 50 ppm auf 10 ppm war eine enorme Herausforderung für die Kraftstoffhersteller und ein großer Gewinn für das Klima.
Europäische Emissionsnormen - Höchstzulässiger Schwefelgehalt in Dieselkraftstoff
In den Jahren vor der Einführung von Euro V investierten Ölraffinerien in Europa und weltweit Milliarden von Dollar in neue Technologien wie hochmoderne Katalysatoren und die Nachrüstung von Anlagen, um zu gewährleisten, dass ihr fertiger Diesel die damals kurz vor der Umsetzung stehende EU-Richtlinie erfüllen würde. Dank eines soliden politischen Rahmens hielten alle Mitgliedstaaten und Diesel-Exporteure die strengeren EU-Kraftstoffnormen ein. Der in der EU verbrannte Dieselkraftstoff wurde als besonders schwefelarm (ULSD) zertifiziert und ist daher weniger umweltschädlich.
Für das neue Energiesystem, das wir zu schaffen versuchen, reicht es nicht aus, die Qualität der lokalen oder importierten Brennstoffe zu verbessern. Wir müssen einen ganzheitlichen Ansatz verfolgen, der die Bewertung der Emissionen in der gesamten Wertschöpfungskette von der Erzeugung bis zum Verbrauch umfasst.
Der Zug der EU-Gesetzgebung wird von der Nachfrage nach Wasserstoff überrollt
In den letzten Jahren haben die Aktivitäten zur Entwicklung des Wasserstoffmarktes erheblich zugenommen. Es ist gar nicht so einfach, den Überblick über die Absichtserklärungen zwischen rohstoffreichen Ländern im Nahen Osten und Nordafrika (MENA) und europäischen Mitgliedstaaten oder einzelnen Unternehmen zu behalten, die die Versorgung mit Wasserstoff sicherstellen wollen, um ihre Wirtschaft oder ihre Produktionslinien zu dekarbonisieren.
Absichtserklärungen zwischen den MENA-Ländern und den Einfuhrländern
Die Vereinigten Staaten und die Europäische Kommission haben im März 2022 nach dem Einmarsch in die Ukraine die Task Force für europäische Energiesicherheit gegründet und sich seitdem verpflichtet, die Energieversorgung Europas zu diversifizieren. Diese Verpflichtung beinhaltete die Erhöhung der globalen LNG-Exporte nach Europa und die Schaffung einer EU-Energieplattform zur Koordinierung der Lieferungen von Gas, LNG und Wasserstoff, was eine mögliche Zukunft für den transatlantischen Wasserstoffhandel signalisiert.
Deutschland und die Niederlande, die größten Wasserstoffverbraucher und -produzenten in der EU, gehören zu den EU-Mitgliedstaaten, die mit internationalen Partnern zusammenarbeiten, um die Einfuhr von erneuerbarem und kohlenstoffarmem Wasserstoff sicherzustellen. Der Hafen von Rotterdam bereitet sich auf den steigenden Wasserstoffbedarf in Nordeuropa vor und hat ehrgeizige Pläne für den Import von kohlenstoffarmem Wasserstoff für den Inlandsverbrauch und den grenzüberschreitenden Handel mit Europas größter Industrieregion, Nordrhein-Westfalen.
Leider geschieht dies alles weit vor der Verordnung. Das Gaspaket sieht nur vor, dass der delegierte Rechtsakt, in dem die Methode zur Bewertung der Treibhausgaseinsparungen durch kohlenstoffarme Kraftstoffe festgelegt wird, von der Kommission bis zum 31. Dezember 2024, also nach dem Beginn der Einfuhren in Europa, vorgeschlagen wird.
Die Notwendigkeit eines EU-weiten Wasserstoff-Zertifizierungssystems
Die Mitgliedstaaten und internationale Gruppen haben erhebliche Anstrengungen unternommen, um Zertifizierungssysteme für die im Entstehen begriffene Wasserstoffwirtschaft zu entwickeln. Die meisten der bestehenden Wasserstoffzertifizierungssysteme sind jedoch freiwillig und nicht zweckdienlich, wenn es um den vollen Umfang der Emissionsbilanzierung geht. Diese Systeme beschränken die Emissionsbewertung entweder auf die Wasserstoffproduktionsanlage oder beziehen neben den Emissionen der Wasserstoffproduktion nur begrenzte nachgeschaltete Emissionen ein.
Wasserstoff-Wertschöpfungskette
In einigen Fällen beziehen sich die bestehenden Zertifizierungssysteme nur auf erneuerbaren Wasserstoff und lassen einen Rahmen für die Bewertung von Emissionen aus fossilem Wasserstoff mit CO2-abscheidung und Speicherung oder aus Atomstrom vermissen. So hat Deutschland beispielsweise ein Zertifizierungssystem entwickelt, das sich auf die Erzeugung von grünem Wasserstoff konzentriert - und hat dennoch Absichtserklärungen für auf andere Weise erzeugten Wasserstoff angestrebt.
Beispiel für EU- und internationale Wasserstoffzertifizierungsinitiativen
Der Vorschlag des Erdgaspakets ist technologieübergreifend, so dass es sinnvoll wäre, die Zertifizierungssysteme so zu gestalten, dass sie erneuerbaren und kohlenstoffarmen Wasserstoff einschließen. Darüber hinaus sollten diese Zertifizierungssysteme die Marktrealitäten widerspiegeln, die nicht nur Importe von erneuerbarem, sondern auch von blauem Wasserstoff nach Europa umfassen - Marktrealitäten, die von der Europäischen Kommission bereits berücksichtigt wurden.
Der dringende Bedarf an einer klaren und transparenten Methodik für die THG-Emissionen über den gesamten Lebenszyklus für den aufstrebenden internationalen Wasserstoffmarkt
Dem aktuellen Vorschlag für das Erdgaspaket fehlt es an Klarheit über den Umfang der Bilanzierung der Treibhausgasemissionen von Wasserstoff und Wasserstoffträgern. Eine angemessen konzipierte Lebenszyklusanalyse für Wasserstoff sollte die Umweltauswirkungen (Treibhausgasemissionen) über die gesamte Wasserstoff-Wertschöpfungskette hinweg messen. Dazu gehören die Produktion, die Zwischenlagerung, der Transport und die Umwandlung von Wasserstoffträgern. Der Vorschlag lässt zu viele Fragen unbeantwortet, was zu Marktunsicherheiten und Risiken für Investoren führt.
Auch andere Länder bemühen sich um eine Wasserstoffzertifizierung. In den Vereinigten Staaten zielt eine neue Initiative von GTI Energy mit dem Namen Open Hydrogen Initiative darauf ab, Methoden und ein mögliches Instrument zur Berechnung der THG-Emissionsintensität von Wasserstoffproduktionspfaden zu entwickeln, die sich jedoch noch im Anfangsstadium befindet. In jüngster Zeit konzentrieren sich die Vereinigten Arabischen Emirate darauf, Abu Dhabi als vertrauenswürdigen Marktführer für kohlenstoffarmen grünen und blauen Wasserstoff in aufstrebenden internationalen Märkten zu etablieren. Das Energieministerium von Abu Dhabi entwickelt derzeit eine Wasserstoffpolitik, die neue Vorschriften und Normen umfassen wird. Die Koordinierung zwischen den Ländern und die Harmonisierung der Zertifizierungsnormen für Wasserstoff werden für den aufstrebenden internationalen Markt von entscheidender Bedeutung sein.
Die prognostizierte Wasserstoffnachfrage in Europa erfordert Vereinbarungen mit bestehenden und neuen Energiepartnern, um eine dekarbonisierte Versorgung sicherzustellen. Diese Vereinbarungen müssen so schnell wie möglich getroffen werden, um mit der Nachfrage Schritt zu halten und letztlich die europäische Industrie von ihrer derzeitigen Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu befreien.
Es müssen noch erhebliche Regulierungslücken geschlossen werden, um einen sauberen Wasserstoffhandel zu entwickeln und sicherzustellen, dass Wasserstoff die versprochenen Klimavorteile zur Erfüllung des Pariser Abkommens bringt. Im Folgenden finden Sie CATF Empfehlungen zur Schließung der bestehenden Lücken:
- Das überarbeitete Erdgaspaket (Richtlinie) sollte Klarheit über den Anwendungsbereich der Methode zur Berechnung der Treibhausgasemissionen und der Zertifizierung von kohlenstoffarmem und erneuerbarem Wasserstoff schaffen.
- Die Analyse der Wasserstoffemissionen über den gesamten Lebenszyklus sollte alle Emissionen entlang der gesamten Wasserstoff-Wertschöpfungskette umfassen, wobei nicht nur die Emissionen im Zusammenhang mit der Wasserstoffproduktionsanlage, sondern auch die vor- und nachgelagerten Emissionen, einschließlich Methanleckagen, Wasserstofftransport, -verteilung, -speicherung und -endnutzung, berücksichtigt werden. Vorgelagerte Methanleckagen können dominant sein oder andere Emissionen in der gesamten kohlenstoffarmen Wasserstoff-Wertschöpfungskette überwiegen, und realistische Schätzungen müssen in die Wasserstoff-Lebenszyklusanalyse einbezogen werden.
- Mitgliedstaaten, die Wasserstoffzertifizierungssysteme und andere Wasserstoffzertifizierungsinitiativen entwickelt haben, sollten die Emissionen über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg einbeziehen und dabei auch die Technologie berücksichtigen.
- Ausarbeitung des delegierten Rechtsakts, in dem die Methodik für die Bewertung der Treibhausgasemissionen festgelegt wird, so bald wie möglich.
Ein ehrgeiziger Zertifizierungsmechanismus stützt sich auf strenge Methankriterien und maximale Methanleckageraten. Für vorgelagertes Methan sollte die Kommission mit klaren, glaubwürdigen und realistischen Schätzungen der vorgelagerten Methanemissionen beginnen, bevor sie die THG-Emissionsmethodik an die Methodik für die Überwachungs-, Berichterstattungs- und Überprüfungsanforderungen (MRV) der Methanverordnung anpasst und bis 2027 von Emissionsschätzungen zu überprüfbaren Emissionsmessungen übergeht.
Die europäischen Politiker und Mitgliedstaaten haben die einmalige Gelegenheit, die Schaffung eines klimafreundlichen globalen Wasserstoffmarktes voranzutreiben. Indem es den Märkten Klarheit über die Wasserstoffnormen verschafft und die Schaffung eines international abgestimmten Wasserstoffzertifizierungssystems vorantreibt, könnte Europa den Ton für die künftigen Standards des dekarbonisierten Energiehandels angeben. Es könnte auch ein Umfeld fördern, das für die Verwirklichung der Projekte geeignet ist, die zur Deckung der erwarteten Wasserstoffnachfrage in der EU erforderlich sind.
