Wasserstoff kann bei der Dekarbonisierung eine Rolle spielen, aber das Finanzministerium muss 45V richtig einsetzen
Als geselliger Schmetterling ist das Wasserstoffmolekül auf der Erde selten allein anzutreffen. Stattdessen verbinden sich die Wasserstoffatome oft mit Kohlenstoff (zur Bildung von Kohlenwasserstoffen wie Methan) und Sauerstoff (zur Bildung von Wasser). Wasserstoff selbst kann jedoch für unsere Fähigkeit, eine Netto-Nullbilanz zu erreichen, von entscheidender Bedeutung sein, da er das Potenzial hat, schwer abbaubare Sektoren zu dekarbonisieren und als Rohstoff für industrielle und landwirtschaftliche Prozesse zu dienen, die für unsere moderne Wirtschaft unerlässlich sind. Um jedoch eines dieser Dekarbonisierungsziele mit Wasserstoff zu erreichen, muss das Molekül sauber produziert werden - d.h. durch einen Prozess, der zu geringen Treibhausgasemissionen führt. Heute wird der meiste Wasserstoff durch Methandampfreformierung ohne CO2-abscheidung hergestellt, ein kohlenstoffintensives Verfahren, das im Lebenszyklus Treibhausgasemissionen von 10-11 Kilogramm (kg) Kohlendioxid-Äquivalent (CO2e) pro kg Wasserstoff (H2) verursacht.
Die Herstellung von Wasserstoff mit saubereren Methoden ist teurer, was zum Teil auf die zusätzlichen Verfahren zur Abscheidung, zum Transport und zur Sequestrierung von Kohlenstoff, auf die Kosten für sauberen Strom und auf das relative Fehlen von Elektrolyseuren in großem Maßstab zurückzuführen ist. In Anerkennung dieser Tatsache verabschiedete der Kongress die Steuergutschrift für die Produktion von sauberem Wasserstoff (Section 45V) als Teil des Inflation Reduction Act (IRA), um saubere Wasserstofftechnologien entlang der Kostenkurve voranzutreiben und das Wachstum eines wirklich sauberen Wasserstoffmarktes in den USA zu fördern. Section 45V weist die Steuergutschrift auf der Grundlage der Treibhausgasintensität des Wasserstoffs zu, beginnend mit $0,60/kgH2, der bei einer Treibhausgasintensität von 4 kgCO2e/kgH2 oder darunter produziert wird, und ansteigend bis zu $3,00/kgH2, der unter 0,45 kgCO2e/kgH2 produziert wird.
Bevor sie jedoch vollständig umgesetzt werden kann, wurde mit der Verabschiedung des IRA im Jahr 2022 ein Prozess eingeleitet, der im US-Finanzministerium (Treasury) abläuft. Ende 2023 veröffentlichte die Behörde einen Vorschlag für Leitlinien zur Umsetzung der 45V-Gutschrift zusammen mit einer Aufforderung zur Stellungnahme der Öffentlichkeit. Obwohl die Veröffentlichung des Vorschlags viele wichtige Leitplanken enthielt, für die sich CATF eingesetzt hat, um sicherzustellen, dass die Steuergutschrift einen wirklich sauberen Wasserstoffmarkt unterstützt, sind Anpassungen notwendig, damit die Gutschrift erfolgreich einen Weg zur Dekarbonisierung der gesamten Wirtschaft unterstützen kann.
CATF hat dem Finanzministerium eine Stellungnahme vorgelegt, in der empfohlen wird, sowohl die Leitplanken für die Analyse des Lebenszyklus von Wasserstoff zu stärken, um einen Anstieg der Emissionen durch Wasserstoff zu vermeiden - was den Zweck der Gutschrift zunichte machen würde -, als auch die Flexibilität und die Notwendigkeit zu betonen, Sicherheit für Wasserstoffhersteller zu schaffen. Beide Prinzipien sind entscheidend, um diese lukrative Gutschrift richtig zu gestalten und letztlich einen sauberen Wasserstoffmarkt zum Schutz unseres Klimas zu fördern. Die wichtigsten Punkte aus diesen Kommentaren sind unten aufgeführt.
1. Wasserstoffhersteller, die Erdgas als Ausgangsstoff verwenden, müssen verpflichtet werden, überprüfbare, projektspezifische Daten über vorgelagerte Emissionen zu verwenden, um den Erdgasproduzenten einen Anreiz zu geben, die Produktion zu reinigen.
In der aktuellen Version von 45VH2-GREET - dem Tool zur Berechnung der Lebenszyklus-THG-Emissionen für die 45V-Gutschrift - ist die vorgelagerte Methan-Leckagerate für die Erdgasversorgungskette auf einen landesweiten Durchschnitt von 0,9 % festgelegt, und die vorgelagertenCO2-Emissionen aus der Beschaffung, der Förderung und dem Transport des Erdgases sind ebenfalls festgelegt. Die vom Finanzministerium vorgeschlagene feste Methanleckagerate und die vorgelagertenCO2-Emissionen entsprechen weder der Realität noch der Realität vor Ort. Sie hindern Betreiber mit saubereren Lieferketten daran, dies nachzuweisen und eine höhere 45V-Gutschrift zu erhalten, was die wirtschaftliche Rentabilität von Projekten mit geringen Emissionen beeinträchtigen kann. Außerdem können Betreiber mit schmutzigeren Lieferketten eine künstlich niedrigere Treibhausgasintensität geltend machen, ohne einen Anreiz zur Verbesserung ihrer Lebenszyklusemissionen zu haben.
Um sicherzustellen, dass sauberere Projekte für diese Eigenschaft angemessen belohnt werden, hat sich CATF dafür eingesetzt, dass das Finanzministerium von den Wasserstoffherstellern verlangt, überprüfbare, projektspezifische Daten zur Ermittlung ihrer Methanleckraten vorzulegen, und zwar unter Verwendung der Daten, die die Erdgasproduzenten im Rahmen von Unterabschnitt W des von der EPA verwalteten Greenhouse Gas Reporting Program (GHGRP) einreichen. CATF Der Ausschuss forderte das Finanzministerium außerdem auf, ähnliche Anforderungen für vorgelagerteCO2-Emissionen unter Verwendung der GHGRP-Unterabschnitte C und W festzulegen. Diese Daten werden bereits von den meisten Erdgasbetreibern übermittelt, sind der EPA bekannt und werden durch integrierte Übermittlungsverfahren überprüft.
2. Negative Emissionswerte sollten nicht als Input für 45V-Lebenszyklusanalysen zugelassen werden
In unseren Kommentaren forderte CATF das Finanzministerium außerdem auf, strenge Leitplanken für Wasserstoffproduktionsmethoden zu erlassen, die Biomethan (Methan aus Mülldeponien und Faulbehältern) und flüchtiges Methan (Methan, das andernfalls ausgetreten oder abgefackelt worden wäre) verwenden. Ohne diese Leitplanken könnten die Wasserstoffhersteller die direkten Emissionen der Wasserstoffanlage durch "negative" Emissionsraten von Biomethan ausgleichen. Die Zulassung einer solchen Praxis würde die wirklich sauberen Methoden der Wasserstofferzeugung, die durch die Steuergutschrift gefördert werden sollen, untergraben.
Man denke zum Beispiel an die Möglichkeit der Mischung von Rohstoffen wie fossilem Erdgas und Biomethan. Die Herstellung von Wasserstoff aus 25 % oder weniger Biomethan - je nach dem Ausmaß der negativen Kohlenstoffintensität - gemischt mit fossilem Erdgas könnte zu Wasserstoffherstellern führen, die sich für die höchste 45V-Stufe qualifizieren, aber immer noch umweltschädliche Produktionsmethoden ohne CO2-abscheidung und Speicherung verwenden.
Ebenso sollte das Finanzministerium nicht zulassen, dass flüchtige Methanquellen negative Emissionsraten erhalten. Dies würde den Öl- und Gasproduzenten einen Glücksfall bescheren, da mehrere staatliche und bundesstaatliche Vorschriften derzeit Emissionsreduzierungen für flüchtiges Methan vorschreiben.
3. Das Finanzministerium sollte Gutschriften auf der Grundlage der Kohlenstoffintensität des qualifizierten sauberen Wasserstoffs auf Kilogramm-Basis vergeben und nicht auf der Grundlage des Durchschnitts des gesamten von einer Anlage in einem bestimmten Jahr produzierten Wasserstoffs
Nach dem derzeitigen Vorschlag des Finanzministeriums würden Steuergutschriften auf der Grundlage der durchschnittlichen THG-Intensität des gesamten von einer Anlage produzierten Wasserstoffs ( ) gewährt, d.h. der Hersteller würde eine Gutschriftenstufe erhalten, die auf dem Durchschnitt des gesamten in einem Steuerjahr produzierten Wasserstoffs basiert. Diese jährliche Durchschnittsbildung des gesamten Wasserstoffs zur Messung der Lebenszyklusemissionen für die Berechnung der Gutschriften verstößt gegen das Gesetz und stellt eine unnötige Einschränkung für die aufstrebende saubere Wasserstoffindustrie dar. Die Hersteller müssen nur 1-3 % des Jahres Strom aus dem Netz verwenden, um den Schwellenwert für die höchste Stufe von 45 V zu überschreiten.
Stattdessen empfahl CATF , die Steuergutschrift anhand eines zweistufigen Verfahrens zur Ermittlung der Lebenszyklusemissionen zu gewähren:
- Erstens muss ein Wasserstoffhersteller einen Jahresdurchschnitt von höchstens 4 kgCO2e/kgH2 für den gesamten produzierten Wasserstoff einhalten, um die 45V-Gutschrift in Anspruch nehmen zu können. Dieser Ansatz steht im Einklang mit dem Gesetz, da der Wasserstoff in einer qualifizierten Anlage für sauberen Wasserstoff hergestellt werden muss, um die Gutschrift zu erhalten, und eine qualifizierte Anlage für sauberen Wasserstoff muss Wasserstoff mit einer Lebenszyklus-Emissionsrate von weniger als 4 kgCO2e/kgH2 herstellen.
- Zweitens: Sobald eine Anlage diesen Durchschnittswert auf jährlicher Basis erreicht, schreibt Abschnitt 45V einen kilogrammweisen Ansatz vor, bei dem Projekte eine Gutschrift erhalten, indem sie die "Kilogramm qualifizierten sauberen Wasserstoffs" mit der anwendbaren Menge multiplizieren, die durch die Lebenszyklus-Emissionsrate bestimmt wird. Zur Vereinfachung der Abrechnung kann dies auf Stundenbasis erfolgen.
4. Das Gesetz verlangt eine gründliche Lebenszyklusanalyse für die Wasserstoffproduktion
Ein zentrales Prinzip, das den Empfehlungen von CATFzugrunde liegt, ist, dass Abschnitt 45V das Finanzministerium verpflichtet , bei der Bewertung der Lebenszyklus-Treibhausgasemissionen die Auswirkungen auf das gesamte System zu bewerten. Dies liegt daran, dass Abschnitt 45V ausdrücklich die Definition von "Lebenszyklus-Treibhausgasemissionen" aus dem Clean Air Act (CAA) übernimmt, die sowohl "direkte Emissionen" als auch "signifikante indirekte Emissionen" umfasst, die mit dem gesamten Lebenszyklus der Kraftstoffproduktion zusammenhängen - einschließlich der Erzeugung, Gewinnung, Produktion und Verteilung von Rohstoffen.
Im Zusammenhang mit 45V umfassen die "indirekten Emissionen" auch die induzierten Emissionen, die sich aus der Verlagerung der Versorgung mit sauberem Strom vom Netz auf die Wasserstoffproduktion ergeben. Eine erhöhte Stromerzeugung wäre erforderlich, um "die Lücke [zumindest teilweise] zu schließen" und den ursprünglichen Bedarf zu decken. Wenn der Strom, der die Lücke schließt, teilweise oder vollständig aus unveränderten fossilen Brennstoffen stammt, kommt es zu einem Nettoanstieg der systemweiten Emissionen. So wie die CAA vorschreibt, dass die EPA die systemweiten Auswirkungen der Landnutzungsemissionen berücksichtigt, die sich aus der Produktion eines Biokraftstoffs (z. B. Mais) ergeben, verlangt dieselbe gesetzliche Bestimmung, dass das Finanzministerium die systemweiten Auswirkungen der Netzemissionen berücksichtigt, die sich aus der Produktion eines zur Wasserstoffherstellung verwendeten Rohstoffs (z. B. Elektrizität) ergeben. um sicherzustellen, dass 45V einen Anreiz für wirklich sauberen Wasserstoff bietet. Wie weiter unten erläutert, ist die Anwendung der "drei Säulen" die beste Methode, um systemweite Netzemissionen zu vermeiden.
5. Elektrizitätsbasierte Wasserstofferzeugungswege müssen die drei Säulen zur Begrenzung der systemweiten Emissionen erfüllen
Für die elektrolytische Herstellung von Wasserstoff werden Wasser und Elektrizität als Ausgangsstoffe benötigt. Um wirklich sauber zu sein, muss der Strom, der zur Herstellung des Wasserstoffs verwendet wird, sauber sein - und alle erheblichen indirekten Emissionen, die sich aus der Nutzung dieses sauberen Stroms ergeben, müssen vermieden werden. Die systemweiten Emissionen der netzbasierten elektrolytischen Wasserstofferzeugung können zwischen ~10-40 kgCO2e/kgH2 liegen, was bis zu viermal höher ist als bei der konventionellen fossilen Erzeugung und um Größenordnungen höher als bei den Abschnitten der 45V-Ebenen.
Um diese bedeutenden indirekten Emissionen - insbesondere die oben beschriebenen systemweiten induzierten Emissionen im Stromnetz - zu berücksichtigen, wurden die "drei Säulen" in den vorgeschlagenen 45V-Leitfaden aufgenommen: Inkrementalität, stündliche Anpassung und Lieferfähigkeit.
| Säule | Beschreibung |
|---|---|
| Inkrementalität | Diese Säule wird auch als Zusätzlichkeit bezeichnet und setzt voraus, dass die Projekte neuen sauberen Strom nutzen, der nicht bereits den bestehenden Energiebedarf des Stromnetzes deckt. Ohne Zusätzlichkeit kann ein Projekt sauberen Strom vom Netz abziehen. |
| Stündliches Matching | Diese Säule, die auch als zeitliche Abstimmung bezeichnet wird, verlangt, dass die Stunden, in denen Strom für die Wasserstofferzeugung genutzt wird, mit den Stunden der neuen sauberen Stromerzeugung abgeglichen werden. Ohne stündliche Abstimmung können schmutzigere Erzeugungsquellen Strom für die Wasserstofferzeugung liefern, wenn keine saubere Energie verfügbar ist. |
| Zustellbarkeit | Diese Säule, die auch als regionale Abstimmung bezeichnet wird, setzt voraus, dass sich die Wasserstofferzeugungsanlage in derselben Region befindet wie die Elektrizität, die sie zu nutzen beansprucht; mit anderen Worten, es muss physisch möglich sein, Strom vom Stromerzeuger zum Wasserstofferzeuger zu liefern. Ohne die Möglichkeit der Lieferung kann es vorkommen, dass Projekte saubere Energie beanspruchen, die durch Netzbeschränkungen wie Engpässe blockiert ist, während sie von näher gelegenen, schmutzigeren Erzeugern geliefert wird. |
Für einen Elektrolyt-Wasserstoffhersteller, der angibt, dass sein Strom aus einer bestimmten Erzeugungsanlage und nicht aus dem regionalen Netz stammt, sieht der vorgeschlagene Leitfaden 45V vor, dass er Energieattribut-Zertifikate (EAC) erwerben muss, die den drei Säulen entsprechen. Dies ist die beste Methode, um sicherzustellen und zu überprüfen, dass der zur Wasserstofferzeugung verwendete Strom wirklich sauber ist.
6. Eine 5%ige Ausnahme von der Inkrementalität geht nicht direkt auf gekürzte Strommengen und vermiedene Stilllegungen ein und wird zu erheblichen indirekten Emissionen führen
CATF hat sich in der Vergangenheit für Ausnahmen von der Inkrementalität für überschüssigen Strom eingesetzt, der andernfalls gekürzt worden wäre, sowie für Anlagen, die durch 45V-bezogene Einnahmen die Stilllegung vermeiden können. Der Vorschlag des Finanzministeriums sieht vor, beide Umstände durch eine pauschale 5%ige Befreiung von der Inkrementalität für alle bestehenden umweltfreundlichen Erzeuger zu berücksichtigen, mit der Begründung, dass dies den historischen Kürzungen und den zukünftigen Prognosen für die Stilllegung von Kernkraftwerken entspricht. CATF hat das Finanzministerium jedoch aufgefordert, eine pauschale 5%ige Ausnahme von der Inkrementalität zu vermeiden, die nicht auf spezifische Umstände abzielt.
Die Emissionsdaten untermauern diese Besorgnis: Eine Analyse der Rhodium Group ergab, dass eine 5%ige Ausnahmeregelung für alle bestehenden sauberen Stromerzeugungsanlagen bis zum Jahr 2035 zu einem kumulativen Anstieg der Emissionen um 1,5 Milliarden Tonnen führen könnte. Und eine neue Analyse bestehender sauberer Stromerzeuger in Kalifornien ergab eine "daraus resultierende Emissionsintensität von etwa 20 kgCO2e/kgH2 für jeden Wasserstoff, der von Elektrolyseuren erzeugt wird, die von dieser [5-10-prozentigen] Ausnahmeregelung profitieren", was weit über den gesetzlichen Grenzwerten für 45V liegt.
Anstelle einer weit gefassten 5 %igen Ausnahmeregelung muss das Finanzministerium gezieltere Lösungen zur Vermeidung dieser erheblichen indirekten Emissionen finden. Für Strom, der andernfalls gekürzt worden wäre, könnte das Finanzministerium Preisuntergrenzen für örtliche Grenzstrompreise festlegen, unterhalb derer Strom als gekürzt angesehen werden könnte. Das Finanzministerium könnte das Department of Energy (DOE) auch bitten, rückwärtsgerichtete Analysen zu den Kürzungskapazitäten und -zeiten in jeder Lieferregion durchzuführen, die als Grundlage für eine regionsspezifische prozentuale Befreiung dienen könnten, die auf bestimmte Stunden des Tages beschränkt ist. Eine gezieltere Lösung für vermiedene Stilllegungen wäre die Anwendung einer 5%igen Ausnahme für Anlagen, die nachweislich in eine finanzielle Notlage geraten sind. Bei Kernkraftwerken könnte das Finanzministerium beispielsweise dieselbe wirtschaftliche Prüfung verlangen, die auch bei der Ermittlung der Berechtigung zur Inanspruchnahme der Steuergutschrift für die Nuklearproduktion nach Section 45U oder des Civil Nuclear Credit Program angewandt wird, um festzustellen, ob das Kernkraftwerk ohne zusätzliche Mittel von der Stilllegung bedroht ist.
7. Ausnahmen von der Inkrementalität auf der Grundlage von Standards für saubere Energie oder Standards für erneuerbare Energien bedürfen einer weiteren Prüfung
Einige Interessenvertreter der 45V haben sich dafür ausgesprochen, dass bestimmte Regionen der USA von der Inkrementalität ausgenommen werden sollten, wenn es ergänzende staatliche Maßnahmen gibt, die das Netz bereits sanieren und die systemweiten Emissionen begrenzen. CATF empfiehlt, dass das Finanzministerium mit dem DOE zusammenarbeitet, um die folgenden Überlegungen zu prüfen, wenn eine Ausnahme von der Inkrementalität auf der Grundlage staatlicher Maßnahmen entwickelt wird:
- Die Regionen sollten ein Cap-and-Trade-System haben; die Ausnahme von der Inkrementalität sollte nicht allein auf der aktuellen Emissionsintensität oder dem Prozentsatz der minimal emittierenden Erzeugung in der Region beruhen.
- Cap-and-Trade-Systeme sollten die Stromein- und -ausfuhren berücksichtigen, um die Verlagerung von Emissionen in andere Regionen zu minimieren.
- Die Strafen für die Überschreitung von Emissionsobergrenzen sollten so hoch sein, dass sie den Wert von 45V aufwiegen, um ein Spielen zu verhindern.
- Die Staaten sollten verpflichtet werden, Modelle vorzulegen, um nachzuweisen, dass die Inkrementalitätsausnahme nicht zu erhöhten Folgeemissionen führt.
8. Eine stündliche Anpassung bis 2028 ist sowohl notwendig als auch machbar
CATF unterstützt die vom Finanzministerium für 2028 vorgeschlagene Einführung der stündlichen Anpassung als wichtige Maßnahme zur Begrenzung signifikanter indirekter Emissionen. Wie in unserem letzten Blog erörtert, können ohne stündlichen Abgleich schmutzigere Erzeugungsquellen Strom für die Wasserstoffproduktion in den Stunden liefern, in denen keine saubere Erzeugung verfügbar ist. Das Einführungsdatum 2028 ist für die Register ausreichend Zeit, um Systeme zur Ausstellung stündlicher EACs zu implementieren: Eine aktuelle Studie des Center for Resource Solutions geht davon aus, dass fast alle US-Register innerhalb von zwei Jahren von der Ausstellung jährlicher auf stündliche Zertifikate umstellen könnten. Und sobald eine Registrierstelle bereit ist, stündliche EACs auszustellen, kann dieselbe Registrierstelle Regionen abdecken, die nicht über diese Möglichkeit verfügen. Wenn bestimmte Register beschließen, keine stündlichen EACs auszustellen, können die Einrichtungen auch stündliche Messdaten zusammen mit den ausscheidenden jährlichen oder monatlichen EACs verwenden, um Doppelzählungen zu vermeiden. Diese Methode der stündlichen Verfolgung und Überprüfung ist bereits verfügbar und wird in den USA und auf der ganzen Welt eingesetzt.
Insgesamt ist der 45V-Vorschlag des Finanzministeriums ein hervorragender erster Schritt zur Förderung des Wachstums eines wirklich sauberen Wasserstoffmarktes, der notwendig ist, um eine vollständige Dekarbonisierung der Wirtschaft zu erreichen. Wir freuen uns auf die weitere Zusammenarbeit mit den Interessengruppen für sauberen Wasserstoff, während dieser Markt sorgfältig entwickelt wird.
CATFDie vollständige Stellungnahme der Kommission kann hier eingesehen werden.
