Wie führende Politiker und Tech-Giganten im Bundesstaat Washington das “Schweizer Taschenmesser” für saubere Energie nutzen

Im Zuge der massiven Umstellung der Vereinigten Staaten auf saubere Energie wollen die Behörden des Bundesstaates Washington ihre Führungsrolle im Bereich der Wasserstoffenergie behaupten.

Der Bundesstaat bewirbt sich darum, zu einem der nationalen Wasserstoffzentren ernannt zu werden, eine staatliche Auszeichnung, die mit einer Anschubfinanzierung von 1 Milliarde Dollar für die Entwicklung des Sektors einhergeht. Und Amazon und Microsoft haben in diesem Sommer bekannt gegeben, dass sie sauberen Wasserstoff in ihren Betrieben unterstützen.

Wasserstoff entwickelt sich aufgrund seiner Vielseitigkeit als Brennstoff zu einer immer attraktiveren Klimalösung, was ihm den Spitznamen “Schweizer Taschenmesser” für saubere Energie eingebracht hat.

Washington kann bei seiner Bewerbung als so genannter H2Hub zwei wichtige Kriterien erfüllen: Der Bundesstaat verfügt über das sauberste Stromnetz des Landes – ein entscheidender Faktor für die Herstellung von klimafreundlichem Wasserstoff – und beherbergt Unternehmen und Behörden, die den Kraftstoff gerne nutzen möchten. Dazu gehören die umweltfreundliche Luftfahrt, der LKW-Verkehr und die Schifffahrt, die Landwirtschaft, die Häfen, der Einzelhandel und Technologieunternehmen. Außerdem verfügt Washington über wissenschaftliches Fachwissen von Universitäten und Institutionen.

“Wir sind sehr optimistisch, was unsere H2Hub-Chance angeht”, sagte Brian Young, Leiter des Sektors für saubere Technologien im Handelsministerium des Staates Washington.

Das US-Energieministerium leitet die 8-Milliarden-Dollar-Initiative. In diesem Herbst werden die Regionen und Bundesstaaten Konzeptpapiere einreichen, in denen sie ihre Pläne für ein Zentrum vorstellen. Es wird erwartet, dass das DOE bis zum nächsten Frühjahr sechs bis 10 Regionen für die H2Hubs auswählt. Etwa 22 Bewerber sind im Rennen.

Wenn Washington ausgewählt wird, werden auch Oregon und möglicherweise Idaho und Alaska an dem Zentrum teilnehmen, sagte Young.

“Das Wasserstoff-Hubs-Programm des DOE kommt zu einem wirklich bedeutenden Zeitpunkt”, sagte Emily Kent, US-Direktorin für kohlenstofffreie Kraftstoffe bei der Clean Air Task Force, einer nationalen gemeinnützigen Organisation.

“Es ist eine Art Anzahlung auf eine emissionsarme, wasserstoffbasierte Wirtschaft in den USA”, sagte sie. “Es ist eine Gelegenheit, in Regionen, in denen es sehr sinnvoll ist, etwas davon anzustoßen.

Auch Risikokapitalgeber engagieren sich in diesem Bereich. Nach Angaben von PitchBook wurden im April international 1,64 Milliarden Dollar in den Wasserstoffsektor investiert. Das kürzlich verabschiedete Gesetz zur Verringerung der Inflation sieht erhebliche Steuergutschriften für die Wasserstoffproduktion vor.

Selbst wenn der Bundesstaat nicht vom DOE ausgewählt wird, setzen die Gemeinden hier bereits auf ihre eigenen Mini-Hubs.

  • Lewis County im Südwesten Washingtons möchte den Beinamen “Hydrogen Valley” tragen. Ein australisches Unternehmen erwägt den Bau einer großen Anlage zur Herstellung von Wasserstoffkraftstoff im Bezirk, und zwar in der Nähe des bald geschlossenen TransAlta-Kohlekraftwerks. Der Bezirk plant auch den Bau der ersten Wasserstofftankstelle des Bundesstaates.
  • Letztes Jahr wurde in Douglas County der erste Spatenstich für die erste Anlage zur Herstellung von Wasserstoffkraftstoff in Washington gesetzt.
  • Der Hafen von Tacoma arbeitet mit dem Start-up-Unternehmen OCOchem zusammen, um saubere Wasserstoffgeneratoren und Kühlanlagen im Hafen zu entwickeln. Die Stadt spricht auch mit Par Pacific, dem Eigentümer von U.S. Oil and Refining in Tacoma, über die Entwicklung einer Wasserstoffinfrastruktur.
  • Die Tri-Cities erforschen die Wasserstoffproduktion im Südosten Washingtons und beherbergen bereits Branchenexperten am Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), OCOchem und anderen Start-ups.
  • Der Hafen von Seattle arbeitet mit dem PNNL zusammen, um Strategien für die Einbindung von Wasserstoff als Kraftstoff in seinen Betrieb zu untersuchen.

Auch die lokalen Tech-Giganten Amazon und Microsoft unterstützen die Bemühungen um Wasserstoff. Letzte Woche kündigte Amazon eine Vereinbarung mit Plug Power an, ab 2025 jedes Jahr so viel grünen Wasserstoff zu kaufen, dass 30.000 Gabelstapler oder 800 Schwerlastwagen damit betrieben werden können. Im Juli teilte Microsoft mit, dass es in der Lage sei, Computer in Rechenzentren mit Wasserstoff zu betreiben, ebenfalls in Zusammenarbeit mit Plug Power.

“Amazon ist stolz darauf, zu den ersten Anwendern von grünem Wasserstoff zu gehören, da dieser das Potenzial hat, schwer abbaubare Sektoren wie den Langstrecken-Lkw-Verkehr, die Stahlherstellung, die Luftfahrt und die Schifffahrt zu dekarbonisieren”, sagte Kara Hurst, Vice President of Worldwide Sustainability bei Amazon, in einer Erklärung.

Um den Hype um Wasserstoff – und seine Grenzen – zu verstehen, ist es hilfreich zu wissen, wie er als Kraftstoff funktioniert.

Wasserstoff ist ein Element, das in unzähligen verschiedenen Molekülen vorkommt, darunter Wasser, Ammoniak, Erdgas und die meisten organischen Verbindungen. Aber man kann nicht alle diese Moleküle effizient verbrennen.

“Die Leute sagen, dass Wasserstoff das am häufigsten vorkommende Element im Universum ist”, sagt Kevin Schneider, Labormitarbeiter am PNNL. “Das bedeutet aber nicht, dass es der am häufigsten vorkommende Brennstoff im Universum ist.

Sauberer oder “grüner” Wasserstoffkraftstoff wird durch die Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff hergestellt, und zwar mit Hilfe eines Verfahrens namens Elektrolyse. Der Wasserstoff kann in Fahrzeuge gepumpt werden, die von Brennstoffzellen, Generatoren und anderen Geräten angetrieben werden, wo er zur Energiegewinnung verbrannt wird. Dabei entsteht als Hauptemission Wasser. Wasserstoff kann auch aus Quellen wie Methan durch Pyrolyse hergestellt werden, aber dieser Brennstoff ist in der Regel weniger sauber.

Wasserstoff speichert Energie und erzeugt Energie. Aber es braucht Energie, um Wasserstoff überhaupt erst herzustellen. Damit der Kraftstoff klimafreundlich ist, muss die Elektrolyse mit erneuerbarer Energie betrieben werden, z. B. mit Solar-, Wind- oder Wasserkraftwerken.

Das bringt uns zurück nach Washington. Etwa 80 % des Stroms in diesem Bundesstaat ist grün, vor allem dank der Staudämme. Diese Tatsache hat die Aufmerksamkeit internationaler Unternehmen auf sich gezogen, die sich für die Wasserstoffwirtschaft interessieren. Vor etwa vier Jahren begannen sie, sich nach Möglichkeiten in diesem Bundesstaat zu erkundigen, so Young.

“Wir bekamen einfach zu viele [wasserstoffbezogene Anfragen], um sie zu ignorieren, und das hat uns wirklich auf den Plan gerufen”, sagte er. “Das war der Zeitpunkt, an dem wir anfingen, darüber nachzudenken und zu reden.

Also bildete der Staat eine Koalition interessierter Parteien durch eine Gruppe namens CHARGE, oder das Konsortium für Wasserstoff und erneuerbar erzeugte E-Treibstoffe, gegründet und betrieben von der Washington State University und JCDREAM. CHARGE wurde zum Anker für ein vom Handelsministerium unterstütztes Wasserstoff-Innovationscluster. Sein Ziel ist es, den Bereich zu fördern – und zwar schnell.

“Die Uhr tickt”, sagte Aaron Feaver, Geschäftsführer von CHARGE. “Wenn wir Gelegenheiten sehen, bei denen die Technologie reif zu sein scheint, halte ich es für äußerst wichtig, sie so schnell wie möglich einzusetzen und voranzutreiben.”

Es gibt inzwischen zahlreiche Unternehmen und Institutionen in Washington, die an der Herstellung und Nutzung von Wasserstoffkraftstoff interessiert sind.

Zu den Produzenten gehören:

  • OCOchem, Richland: Ihre Technologie kombiniert Wasserstoff mit Kohlendioxid, um Ameisensäure zu erzeugen, eine Chemikalie, die leicht zu transportieren ist und als Wasserstoffbrennstoff verwendet werden kann.
  • Modern Electron, Seattle: Das Startup-Unternehmen nutzt die Pyrolyse zur Herstellung von Wasserstoff aus verschiedenen Quellen, darunter Kuhmist und Erdgas.
  • PNNL, Richland: Forscher entwickeln Technologien für die Wasserstoffproduktion, darunter eine saubere Form der Methanpyrolyse und ein Verfahren, das Bioabfälle verwendet.
  • STARS Technology Corporation, Richland: Dieses Start-up-Unternehmen produziert mit Hilfe der PNNL-Technologie Wasserstoff aus Erdgas und führt ein Demonstrationsprojekt mit Southern California Gas Co. durch.
  • Mighty Pipeline, Richland: Ein Unternehmen in der Frühphase mit Verbindungen zum PNNL, das ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffkraftstoff entwickelt.

Zu den Nutzern gehören:

  • First Mode, Seattle: Ein Unternehmen, das unter anderem wasserstoff- und batteriebetriebene Mega-Mining-Trucks herstellt, die mit Brennstoffzellen betrieben werden.
  • All American Marine, Bellingham: Der Schiffsbauer hat vor kurzem Sea Change gebaut, das erste von der US-Küstenwache zugelassene kommerzielle Schiff mit Wasserstoff-Brennstoffzellenantrieb.
  • PACCAR/Kenworth, Bellevue: Das Unternehmen baut Nutzfahrzeuge mit Brennstoffzellen- und Elektroantrieb. Es arbeitet mit dem Hafen von Los Angeles zusammen, um seine Brennstoffzellen-Lkw zu testen.
  • ZeroAvia, Everett: Das in Kalifornien ansässige Unternehmen für umweltfreundliche Luftfahrt eröffnet eine Forschungs- und Entwicklungseinrichtung in Washington, um seine hybriden wasserstoff-elektrischen Antriebe zu testen und sie möglicherweise in Washington zu bauen.
  • Plug Power, Spokane: Das in New York ansässige Unternehmen baut seit 2014 Wasserstoff-Brennstoffzellen in Washington und hat Verträge mit Microsoft und Amazon.

Auch wenn der Sektor wächst, gibt es noch erhebliche Hürden für die weit verbreitete Produktion und Nutzung von Wasserstoff.

Der Kraftstoff hat mit einem ähnlichen Henne-Ei-Szenario zu kämpfen wie der Markt für Elektrofahrzeuge. Bei den Elektroautos zögerten die Kunden, die Fahrzeuge zu kaufen, weil es keine Auflademöglichkeiten gab, aber es gab keine Auflademöglichkeiten, weil es niemanden gab, der sie nutzte. Das Gleiche gilt für Wasserstoff als Kraftstoff und für Geräte.

Es gibt auch ähnliche wirtschaftliche Hürden. Die Kosten für Elektroauto-Batterien waren anfangs viel höher, aber mit der Verbesserung der Technologie sind die Preise gesunken. Es ist zu erwarten, dass die Innovation in der Wasserstoffproduktion die Kosten ebenfalls senken wird.

Wasserstoff stellt auch neue Herausforderungen an die Sicherheit. Wie Erdölkraftstoff ist Wasserstoff entflammbar, und es gibt Bedenken hinsichtlich seines Transports und seiner Lagerung. Außerdem entstehen erhebliche Kosten für den Transport von der Produktionsstätte zum Einsatzort.

Es gibt jedoch Anreize für eine wachsende Wasserstoffwirtschaft, einschließlich staatlicher Steuererleichterungen, Kundennachfrage, Risikokapital und kommender Drehkreuze. Die Staatsoberhäupter sehen eine wichtige Rolle für den pazifischen Nordwesten, der dank Amazon, Microsoft, Boeing und anderen führend in den Bereichen Technologie und Raumfahrt ist.

“Die Region ist in Bezug auf ihren globalen Einfluss überdurchschnittlich stark”, sagte Feaver. “Wir hoffen, dass wir das auch im Bereich der Wasserstofftechnologie tun werden.