Wasserstoff könnte Kanadas Energiesektor transformieren

Wasserstoffwirtschaft wird Emissionen senken und die Konjunktur beleben

Wasserstoff (H2) spielt eine Schlüsselrolle für die Klimaschutzziele der kanadischen Regierung. Bisher halten umfangreiche Energievorkommen (fossile wie erneuerbare) die Energiepreise für Industrie und Verbraucher niedrig. Dazu hindern zuweilen geringes politisches Engagement sowie eine starke Lobby in den Erdgas, Öl und Kohle produzierenden Provinzen die Entwicklung eines lokalen Markts für H2 und den Aufbau der nötigen Infrastruktur. Dies soll sich nun entscheidend wenden. Kanadas Klimaziele unter der liberalen Regierung sind ambitioniert. Die Provinzen, manche zähneknirschend, kämpfen mit CO2-Steuern und dem Druck, eigene Pläne für Emissionsreduzierungen für ihre Regionen vorzulegen.

Wasserstoff wird ein Teil der Lösung für Kanadas Klimaschutzziele bis 2050 

Seine Treibhausgasemissionen (THGE) will Kanada bis 2030 um 30 Prozent unter den Wert von 2005 absenken. Bis 2050 will das Land CO2-neutral werden. Neben Investitionen in grünen Strom und energieeffiziente Gebäude sowie die Elektrifizierung des Verkehrs soll Wasserstoff zukünftig vor allem eine führende Rolle im kanadischen Transportsektor einnehmen. Mit fast 30 Prozent der THGE ist der Transportsektor ein kritischer Bereich zur Realisierung der Klimaschutzziele.

Seit kurzem gewinnt die Idee einer diversifizierten lokalen Wasserstoffwirtschaft wieder an Zugkraft. Die regulatorischen Voraussetzungen und die Marktbedingungen entwickeln sich heute zu Gunsten von H2 als wettbewerbsfähigen Treibstoff in Kanada. Angetrieben wird dies durch die Klimaschutzziele der Regierung, die Einführung einer CO2 Steuer 2019, die Förderung von ZEV Fahrzeugen sowie sinkende Herstellungskosten für H2. Niedrige Strompreise in Provinzen wie Quebec, British Columbia, Manitoba und Ontario (Wasserkraft, Atomkraft) bieten ideale Voraussetzungen für die Produktion von grünem Wasserstoff mittels Elektrolyse. Dazu bieten Alberta, British Columbia und Saskatchewan durch ihre Erdgasgewinnung gute Chancen für blaue H2-Produktion.

Lokaler Markt für Wasserstoff steckt in den Kinderschuhen 

Jedoch, das bestätigt das kanadische Ministerium für Energie und natürliche Ressourcen (NRCan), lebt Kanadas H2 und Brennstoffzellensektor maßgeblich von der Nachfrage auf den Auslandsmärkten. In Kanada existiert bisher kein attraktiver Markt für Wasserstoff als Treibstoff. Und ohne eigenen Abnehmermarkt bleibt auch die lokale Verteilungs- und Betankungsinfrastruktur auf der Strecke.

Während unter anderem Unternehmen wie Mercedes, Loop Energy oder Ballard in Kanada Brennstoffzellen produzieren, werden im kanadischen Transportsektor Brennstoffzellenfahrzeuge (FCEV) bisher kaum genutzt. Beispielsweise fahren in Kanada bisher keine Busse mit H2. Die Nachfrage scheint aber nun Fahrt aufzunehmen. Städte wie Edmonton, Winnipeg und Mississauga planen für 2022 Pilotprojekte für H2-Busse im Nahverkehr. Über zwei Jahre soll deren Einsatz getestet werden, mit dem Ziel, bestehende Dieselflotten zu ersetzen.

Unternehmen wie Walmart und Canadian Tire nutzen bereits FCEV Transportfahrzeuge in ihren Logistikzentren, jedoch sind nach Angaben von NRC insgesamt nur etwa 550 Fahrzeuge dieser Art in Betrieb. Der Verkauf von Brennstoffzellenautos im Konsumsektor ist ebenfalls zu vernachlässigen. Bei insgesamt fünf Tankstellen im Land (British Columbia, Quebec) ist das nicht verwunderlich.

Kanadas Wasserstofffahrplan setzt hohe Ziele

Im Dezember 2020 veröffentlichte die kanadische Regierung ihre Wasserstoffstrategie. In dem dort vorgestellten Modell verfügt Kanada 2050 über einen lokalen H2- und Brennstoffzellenmarkt im Wert von 40 Milliarden US-Dollar pro Jahr. Dieser Markt wird nach der Hochrechnung zudem 350,000 neue Jobs schaffen. 

Bis 2025 soll der Grundstein für eine kanadische Wasserstoffwirtschaft gelegt werden. Die Entwicklung neuer H2-Produktionskapazitäten sowie der Aufbau und die Vernetzung von H2-Infrastruktur gehören zu den kurzfristigen Zielen. Dadurch sollen Wasserstoffhubs entstehen, wo Frühanwender der Technologie eine Art autarke Wasserstoffwirtschaft betreiben, bei der Angebot und Nachfrage für H2 zusammenkommen, so die Vorstellung. In der Strategie werden unter anderem das "Alberta Industrial  Heartland" und der Transportkorridor zwischen Montreal und Detroit als pozenzielle Frühanwender und Wasserstoffhubs identifiziert.

Als zukünftige Hauptanwendungsfelder für H2 gelten Wärme für Industrie und Gebäude, die Energieerzeugung sowie die Nutzung als Treibstoff für Lkw, Busse, Züge, und Schiffe, dort wo Batterien nicht praktikabel sind.

Bei der Gewinnung und Nutzung von Wasserstoff dürften regional unterschiedliche Prioritäten gesetzt werden. British Columbia und Ontario finalisieren beispielsweise ihre eigenen H2-Strategien, Alberta verabschiedete seine "Natural gas Vision and Strategy" Ende 2020.

Die rohstoffreiche Provinz will vor allem ihre Erdgasvorkommen für die Produktion von blauem Wasserstoff kommerzialisieren. Alberta verfolgt das Ziel, bis 2040 ein globales Exportgeschäft für H2 und H2-basierte Produkte aufzubauen. Produziert und genutzt wird H2 in der Provinz bereits für die Erdölraffinerie. Der Vorteil Albertas könnte neben seinem Rohstoffreichtum auch in der vorhandenen Energieinfrastruktur liegen und eine Kommerzialisierung für den Export nach Europa oder Asien beflügeln.

British Columbias Energieminister Ralston versprach auf der f-cell+HFC Leitmesse in Vancouver, dass British Columbia nur CO2-arme Wasserstoffstrategien - das heißt H2-Gewinnung aus erneuerbaren Energien oder aus Erdgas mit CO2-Abscheidung und -Speicherung - unterstützen werde. Bis 2050 will die Provinz allein durch die Nutzung von Wasserstoff 30 Prozent seiner gesamten CO2-Einsparziele erreichen. Die Provinz an der Westküste ist seit Jahren eine der global führenden Regionen in der Kommerzialisierung von Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien, die von dort nach Asien (Fokus), Europa und in die USA exportiert werden. 

Von Daniel Lenkeit | Toronto

Industrie zeigt Initiative für Aufbau kanadischer Wasserstoffwirtschaft

Zu trennen sind in Kanada der Fortschritt und das Know-how bei der Gewinnung von Wasserstoff (H2) und der Produktion von Brennstoffzellen - beides seit Jahren umfangreich vorhanden - und der lokale Markt für H2 und die dafür notwendige Infrastruktur im Transportsektor und der Industrie - beides seit Jahren unterentwickelt bis nicht existent. Mit der geplanten Entwicklung des lokalen Markts für Wasserstoffanwendungen in Kanada werden die Chancen für ausländische Lieferanten von Ausrüstungen und Technologie über die gesamte Wertschöpfungskette steigen.

Unternehmen und Industrievereinigungen beraten die Regierung bei der Entwicklung des lokalen Wasserstoffmarkts. Der Industrieverband Energie Ontario (OEA) forderte im Juni 2021 zudem eine umfassende Strategie auf Provinzebene zur Erreichung des "Net Zero 2050" Ziels und rät dazu, einen Treibstoffwechsel im Transportsektor, unter anderem mit H2, als erstes ins Visier zu nehmen.

Stetig fallende Investitionen im kanadischen Öl und Gassektor - verstärkt durch die Coronakrise - scheinen ein Umdenken in der traditionsreichen Industrie zu beflügeln. Neue Pipelines und staatliche Unterstützung für die angeschlagene Öl- und Gasbranche werden ohne Zweifel auch in Zukunft von Alberta und Saskatchewan gefordert, doch bieten Investitionen in eine kompatible H2-Wirtschaft gerade diesen Regionen die lang ersehnte Chance, ihre lokale Wirtschaft zu diversifizieren. 

Der kanadische Erdgasverband (CGA) tritt bereits dafür ein, dass Ottawa und die Provinzen das strategische Vorgehen gemeinsam erarbeiten, um das ganze Potenzial von H2 für Kanada zu realisieren. CGA beginnt auf Industrieseite bereits, Standards, Technologien, Strategien und Richtlinien zu entwerfen und seine Mitgliedsunternehmen gewinnen in ersten Projekten Erkenntnisse, wie H2 am besten in das vorhandene Erdgasnetz einzuspeisen ist.

In Kanada sind Unternehmen aus der ganzen Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Wertschöpfungskette vertreten

Kanadische Unternehmen konnten bereits Erfahrung in der Produktion von H2 und Brennstoffzellen sammeln. Die weltweit ersten Initiativen für den Schienentransport, der Schifffahrt, Pkw und für den öffentlichen Nahverkehr wurden auch durch kanadische Technologie vorangetrieben. Mit Ballard Power Inc. in British Columbia und Hydrogenics in Ontario sind international führende Technologieunternehmen vertreten.

Kanada ist zudem anerkannt als eines der Länder in der Welt mit den geringsten Herstellungskosten für H2. Die Chancen sind regional allerdings unterschiedlich. In Alberta, British Columbia und Saskatchewan könne H2 heute durch Veredelung von Erdgas inklusive CO2-Abscheidung und -Speicherung für etwa ein Drittel der Kosten grünen Wasserstoffs und die Hälfte des Handelspreises von Diesel produziert werden, so ein CESAR/Transition Accelerator Report aus 2020. Provinzen wie Quebec, Manitoba und British Columbia haben durch niedrige Strompreise Vorteile für grüne Wasserstoffproduktion. 

Die Canadian Hydrogen and Fuel Cell Association (CHFCA) als sektorübergreifende Organisation für den Ausbau von H2- und Brennstoffzellentechnologie listet aktuell etwa 40 Mitgliedsunternehmen, die über die komplette Wertschöpfungskette Lösungen anbieten. Aus den acht Segmenten in die CHFCA seine Firmen unterteilt, nimmt der Bereich H2-Produktion mit 23 Prozent den größten Teil ein. Allerdings ist im Land von Werkstoffen für Brennstoffzellen, über Elektrolyseure und H2-Betankungssysteme bis hin zu Null-Emissions-Systemen für Fahrzeuge oder Industrieanwendungen sowie Research und Prüfungsorganisationen Expertise vorhanden.

Marktchancen werden am schnellsten im Transportsektor entstehen

Aktuelle Kennzahlen für den Sektor sind nicht vorhanden und vergangene Schätzungen basieren auf Umfragen der CHFCA. Den Umsatz im Brennstoffzellen- und Wasserstoffsektor beziffert der Verband 2017 auf etwa 170 Millionen US-Dollar. Im gleichen Jahr gab es circa 1.600 Jobs in dem Feld. British Columbia stellt den mit Abstand höchsten Anteil der Beschäftigung (80 Prozent) in der Branche, Ontario steht mit 13 Prozent der Stellen auf Platz zwei. Die unveränderten Schwerpunkte im Markt liegen bei Anwendungen für Fahrzeuge, Tankstelleninfrastruktur und H2-Produktion.

Kanada hat die Chance, durch seine wettbewerbsfähigen Herstellungskosten und die vorhandene Gasinfrastruktur ein Global Player in der H2-Produktion zu werden und einer der Hauptexporteure des Gases. Fruchtet die Wasserstoffstrategie der Regierung und gibt es konzertierte regionale Zusammenarbeit bietet H2 auch die Chance, regionale Energiesysteme im Land zu transformieren und den eigenen Markt als wichtigen Abnehmer zu etablieren. Infrastrukturmaßnahmen für eine Wasserstoffwirtschaft werden zuerst in den Regionen umgesetzt, wo das Gas billig und verlässlich hergestellt werden kann.

H2 wird wohl zuerst im kanadischen Transportsektor breiter als Treibstoff eingesetzt werden. Lkw, kommunale Busflotten und Züge, die am Rand der Städte und in Industriegebieten H2-Tankstellen sowie die nötige Pipelineinfrastruktur finden, eignen sich als Erstanwender, glaubt das Industrieforum Corporate Knights. Was die kanadische Wertschöpfung betrifft, geht das Industrieforum Electric Mobility Canada davon aus, dass Kanadas Chance in Zukunft eher in der Produktions- und Verteilungsinfrastruktur für H2 liegen wird als am anderen Ende der Wertschöpfungskette, wo große OEMs wie Alstom, Toyota, Mercedes oder Cummins bereits in Komponenten für Brennstoffzellenantriebe investieren.

Im kanadischen Markt für Brennstoffzellen und H2 vertreten sind unter anderem Mercedes mit der Brennstoffzellen Sparte in Burnaby, British Columbia (seit 2012) und Siemens, das bereits mit den kanadischen Firmen Ballard Power und New Flyer für neue wasserstoffbetriebene Nahverkehrslösungen kooperiert und bereits 2018 die Regierung Ontarios bei der Planung von H2 angetriebenen Zügen beriet. 

Von Daniel Lenkeit | Toronto