Schifffahrt: Zukunft Wasserstoff?

• Noch wird in der Schifffahrt vor allem auf Flüssigerdgas (LNG) als Antrieb gesetzt. Dies ist zwar bisher die umweltfreundlichste Alternative aber die Industrie ist sich einig, dass es wahrscheinlich nur eine mittelfristige Lösung ist.
  

• Für die internationale Schifffahrt gibt es bisher keine langfristige nachhaltige Lösung, womit auch viele internationale Unternehmen strategisch zu kämpfen haben. Dies liegt unter anderem an dem unklaren regulatorischen Umfeld. Die Einführung und Nutzung wasserstoffbetriebener Binnenschiffe hat gerade begonnen.

• Inwieweit Wasserstoff eine Lösung für die internationale Schifffahrt sein kann, bleibt weiter unklar.

Ökologische Verantwortung ist in aller Munde: Netto-Null-CO2-Emissionen und Klimaziele beherrschen die Nachrichten und die Strategien vieler multinationaler Unternehmen. Was bedeutet das für internationale Schifffahrtsunternehmen, die ihre Waren zu den Kunden bringen? Und zwar mithilfe einer Branche, deren Erfolg in der Vergangenheit stark von fossilen Brennstoffen abhing und die sich nun  - angesichts knapper werdender Ressourcen und steigender Umweltbelastung  - mit einem großen Wandel und Beschränkungen konfrontiert sieht?  

In jüngster Zeit hat die Schifffahrtsbranche deswegen ihr Augenmerk auf alternative Treibstoffe gerichtet. Im Folgenden beleuchte ich die Vorteile von Wasserstoff als eine umweltfreundlichere Alternative zu Flüssigerdgas (Liquefied Natural Gas, kurz: LNG). Außerdem gehe ich auf die Herausforderungen ein, die noch bewältigt werden sollten. 

Wasserstoff ist ein chemisches Element mit hoher Energiedichte, das ähnlich raffiniertem Öl oder Methan als Brennstoff eingesetzt werden kann. Als reaktionsfreudiges Element liegt Wasserstoff meist in chemischen Verbindungen wie beispielsweise Wasser (H2O) vor. Diese müssen zunächst reformiert werden, um den Wasserstoff als Brennstoff nutzbar zu machen. In Abhängigkeit vom umzuwandelnden chemischen Grundstoff und dem verwendeten Konversionsverfahren wird dem Endprodukt Wasserstoff eine Farbe zugeordnet.  

Derzeit wird Wasserstoff meistens durch die Dampfreformierung von Erdgas gewonnen. Der so entstehende Stoff wird als grauer Wasserstoff bezeichnet. Dies ist kein CO2-freies Gewinnungsverfahren. Weitere Verfahren führen zu blauem Wasserstoff (Nutzung von Carbon-Capture-and-Storage (CCS)-technologie zur Abscheidung und unterirdischen Speicherung der CO2 Emissionen während der Wasserstoffgewinnung) und türkisem Wasserstoff (Gewinnung mithilfe der Methanpyrolyse mit festem Kohlenstoff als Nebenprodukt).  

Die in Deutschland bevorzugte Farbkennung ist jedoch grün. Grüner Wasserstoff entsteht durch die Aufspaltung von H2O-Verbindungen mithilfe elektrischen Stroms (Elektrolyse). Da die hierfür erforderliche Elektrizität aus erneuerbaren Energien gewonnen werden kann, sind mit der Erzeugung keine CO2 Emissionen verbunden. Aufgrund dieser Kombination aus der Nutzung erneuerbarer Energie und der umweltfreundlichen Umwandlung in Elektrizität wäre grüner Wasserstoff ggf. eine überzeugende Technologie für die Erfüllung der Klimaziele in der Schifffahrtsbranche.

Bevor die mögliche Nutzung von Wasserstoff in Schwung kam, wurde LNG als potenzielle Quelle nachhaltigerer Energie im Transportwesen verglichen mit Schweröl gehandelt. Zwar stimmt es, dass LNG ein Mittel zur CO2-Emissionsreduktion ist, jedoch wenden Expertinnen und Experten ein, dass es aufgrund der hohen Methanemissionen bei Förderung, Transport und Nutzung zusätzliche Umweltgefahren birgt, was das Interesse an Wasserstoff befeuern könnte. Das Potenzial (grünen) Wasserstoffs als sauberem und umweltfreundlichem Brennstoff macht ihn nicht nur zu einer attraktiven Alternative zu LNG, sondern auch zu einer Investitionsmöglichkeit, sollten Steuern und Emissionen steigen und die Nutzung von herkömmlichen Brennstoffen unerschwinglich werden. 

Während die Seeschifffahrtsbranche sich aktuell nicht vordringlich mit dem Ausbau und Betrieb von wasserstoffbetriebenen Seeschiffen beschäftigt, hat man im Binnenschifftransport schon mit der Entwicklung von wasserstoffbetriebenen Schiffen begonnen. In den Niederlanden etwa soll ein Transportschiff zwischen Rotterdam und Antwerpen vollständig mit Wasserstoffantrieb fahren. So können die Treibhausgasemissionen um 2000 Tonnen CO2 pro Jahr reduziert werden.  

Mehrere Projekte in der EU, Südkorea und Japan verfolgen einen ähnlichen Ansatz. Dennoch konzentriert sich das Gros des aktuellen Schiffbaus auf Pilotprojekte. Die Zurückhaltung bei Großaufträgen für wasserstoffbetriebene Schiffe könnte damit zusammenhängen, dass es noch wirtschaftliche Bedenken gibt. 

2020 belief sich der Treibstoffverbrauch der globalen zivilen Schifffahrtsflotte mit ihren 90.000 Schiffen jährlich auf rund 370 Millionen Tonnen. Würde ausschließlich auf Wasserstoffnutzung gesetzt werden, müsste die Treibstoffmenge durch Wasserstoff ersetzt werden. Die globale Wasserstoffgewinnung – hauptsächlich grauer Farbkennung – beträgt etwa 120 Millionen Tonnen pro Jahr. Diese Menge ist viel zu gering, um die globale Fracht- und Handelsschiffflotte zu betreiben. Um den Bedarf der Branche zu decken, wäre eine massive Erhöhung der Gewinnungskapazitäten erforderlich. Hinzu kommt, dass grüner Wasserstoff aktuell vier bis achtmal Mal teurer ist als konventionelle Schiffstreibstoffe. Laut Schätzungen der Internationalen Organisation für erneuerbare Energien könnten die Kosten für Wasserstoff um mehr als 80 Prozent gesenkt werden, wenn der Strom und Elektrolyseure günstiger werden und die Anlagen effizienter arbeiten.  

Abgesehen von den Kosten hätte die Branche auch mit anderen Herausforderungen zu tun. Die Häfen müssten für den Umgang mit und die Anlieferung von Wasserstoff angepasst werden. Auch die Schiffe müssten umgebaut werden. Wasserstoff ist im Vergleich zu Öl lagerungsintensiver. Wasserstoffbetriebene Frachtschiffe könnten daher auch deutlich weniger Fracht befördern. 

Es wird einige Zeit dauern, die derzeitige Unausgewogenheit von Angebot und Nachfrage zu justieren. Und es sind umfassende Anpassungsmaßnahmen der Technologien erforderlich, um überzeugend für ein globales Wasserstofftreibstoffnetz in der Schifffahrtsbranche einzutreten. Zwar gibt es bereits einige Erfolge in Pilotprojekten. Bis Wasserstoff als Antrieb von einem Großteil der Schifffahrtsbranche genutzt wird, können noch Jahrzehnte vergehen. Seeschiffe werden in der Regel sehr lange genutzt, die Kosten für eine Um- oder Nachrüstung sind sehr hoch.  

Aber: Wasserstoff gilt als unumgängliche Methode zur CO2-Reduktion. Und genau deswegen hat es das Potenzial, ein sinnvolles und praktikables Instrument zur Verringerung des CO2-Fußabdrucks einer Branche im Zentrum des Welthandels zu sein. Wenn nicht heute, so mit großer Wahrscheinlichkeit in Zukunft. 

Für die Umsetzung einer Wasserstoffstrategie für die Schifffahrt bedarf es aber insbesondere eines stabilen Regelwerkes und einer weltweit implementierten Infrastruktur. Dies sind die größten Herausforderungen im Zuge der Decarbonisierung der Schifffahrt.