Wasserstoffpfade zur Null in Kanada

Kanada ist auf dem besten Weg, international führend bei der Produktion und Nutzung von sauberem Wasserstoff zu werden, um Treibhausgasemissionen zu reduzieren und unsere Abhängigkeit von kohlenstoffintensiver Energie aus fossilen Brennstoffen zu ersetzen. Kanadas Strategie zur Ausschöpfung dieses Führungspotenzials besteht darin, unsere natürlichen Vorteile in Bezug auf die Rohstoffvorkommen und die Geologie zu nutzen, die für die Produktion von reichlich vorhandenem, sauberem und kohlenstoffarmem Wasserstoff erforderlich sind, und gleichzeitig von unserem etablierten Fachwissen in Technologien und Systemen für die Endverwendung von Wasserstoff zu profitieren.

Doch während der Weg zur groß angelegten Produktion von sauberem Wasserstoff für den inländischen Gebrauch und Export in Kanada wohl klarer wird, bleiben die Wege zur Identifizierung und Entwicklung inländischer Endverbrauchsmärkte für Wasserstoff unklar. Bisher hat sich die Bundesregierung auf bescheidene Steuergutschriften und begrenzte Direktfinanzierungen konzentriert, um die Einführung von Wasserstoff im Endverbrauch zu fördern. Im Gegensatz dazu ergreifen viele andere Länder in Europa und Asien sowie die näher gelegenen USA aggressivere Schritte durch öffentliche und private Investitionen und direkte Subventionen, um die inländische Wasserstoffnutzung zu fördern und die Einführung ihrer eigenen Wasserstoffinnovationen und ihres Endverbrauchsmarktes zu unterstützen Anwendungen.

Was bedeutet in diesem Zusammenhang die Führungsrolle Kanadas im Bereich Wasserstoff? Und wie wird Kanada die Vorteile dieser Führungsrolle im Wasserstoffbereich voll ausschöpfen?

Dieses Bulletin bietet einen kurzen Überblick über eine neue kanadische Wasserstoffpolitik und einen Programmrahmen, zu dem auch die nationale Wasserstoffstrategie gehört, die entwickelt wird, um Kanadas Führungsambitionen zu unterstützen[1]. Und basierend auf der Annahme, dass jede größere Energiewende von der Verbrauchernachfrage sowie der Nützlichkeit und Verbreitung von Endverbrauchstechnologien vorangetrieben wird, identifiziert dieses Bulletin abschließend die vielversprechendsten sauberen Wasserstoff-Endverbrauchsanwendungen, die am ehesten die frühzeitige Einführung von Wasserstofftechnologien fördern werden in Kanada, um die Schaffung inländischer Wasserstoffmärkte voranzutreiben und dazu beizutragen, Kanadas Potenzial für eine globale Wasserstoffführerschaft auszuschöpfen.

Wasserstoff wird voraussichtlich eine Schlüsselrolle bei der weltweiten Umstellung auf saubere Energie spielen. Und Kanada hat das Potenzial, angesichts der Größe seiner Bevölkerung und Wirtschaft eine überragende Rolle bei der Führung dieser globalen Wasserstoffrevolution zu spielen. Um einen Kurs festzulegen, von dem sie hofft, dass er Kanadas Führungsstatus sichert, und wie viele andere nationale Regierungen auf der ganzen Welt, startete die Bundesregierung im Dezember 2020 ihre „Wasserstoffstrategie“. die Chancen für Wasserstoff“ in Kanada. Auf mehr als 100 Seiten ist die Strategie weitreichend und detailliert, aber die identifizierten wichtigsten Chancen lassen sich in zwei Hauptkategorien zusammenfassen: 1) Nutzung von Kanadas Kapazität für saubere Wasserstoffproduktion und -verteilung (Versorgung) und 2) Nutzung kanadischer Expertise und Einfallsreichtum für neue Endanwendungen und Technologien für Wasserstoff, um unsere (und die weltweite) Abhängigkeit von kohlenstoffintensiven Kraftstoffen (Nachfrage) zu ersetzen.

Die erfolgreiche Entwicklung des inländischen Angebots und der Nachfrage nach sauberem Wasserstoff wird laut der Wasserstoffstrategie bis 2050 zu etwa 350.000 neuen Arbeitsplätzen im „grünen“ Sektor und direkten Einnahmen für kanadische Unternehmen von über 50 Milliarden US-Dollar pro Jahr führen. Es gibt zwei Hauptgründe für diesen Optimismus einzigartige, natürliche Vorteile, die Kanada gegenüber den meisten anderen Nationen hat.

Erstens ist Kanada reich an Ressourcen, die für die Produktion von sauberem Wasserstoff erforderlich sind. Kanada verfügt über reichlich Süßwasser und kohlenstoffarmen Strom aus Wasser-, Wind-, Solar- und Atomkraft, der die Produktion von kohlenstoffarmem Wasserstoff unterstützen kann. Kanada verfügt außerdem über reichlich Reserven an fossilen Brennstoffen und verfügt über eine Geologie, die eine erhebliche Kohlenstoffabscheidung und -speicherung ermöglichen kann, die für die Produktion von kohlenstoffarmem „blauem“ Wasserstoff von entscheidender Bedeutung ist.

Zweitens verfügt Kanada über langjährige Erfahrung und entwickeltes Fachwissen in Wasserstoffsystemen und -technologien und ist die Heimat einiger der weltweit führenden Wasserstoff- und Brennstoffzellenunternehmen. Kanada ist führend in der Produktion standardisierter Brennstoffzellenstacks für Fahrzeuge, die in Vancouver, British Columbia, als Pionierarbeit geleistet wurden. Heute verwenden mehr als die Hälfte der weltweit in Betrieb befindlichen Brennstoffzellenbusse die in Kanada entwickelte Brennstoffzellentechnologie. Und wasserstoffbetriebene Züge, die in Deutschland verkehren, nutzen in Kanada hergestellte Brennstoffzellenantriebe.

Mit der Einführung der kanadischen Wasserstoffstrategie treibt die Bundesregierung die Entwicklung und Ankündigung einer Reihe von Wasserstoff- und sauberen Technologieinitiativen voran, die Investitionen sowohl in die saubere Wasserstoffproduktion als auch in die Einführung von Wasserstoff-Endverbrauchstechnologien und -systemen anregen sollen.

Um in Kanada Investitionen und Wachstum für die Produktion von sauberem Wasserstoff voranzutreiben, hat die Bundesregierung mehrere Schritte unternommen.

Net Zero Accelerator (NZA) beläuft sich auf 8 Milliarden US-DollarProgramm, das Projekte unterstützt, die die Dekarbonisierung großer Emittenten, saubere Technologien und den industriellen Wandel ermöglichen.

Fonds für saubere Kraftstoffeist ein Im Jahr 2021 wurde ein 1,5-Milliarden-Dollar-Fonds eingerichtet, um das Risiko von Kapitalinvestitionen zu verringern, die für den Bau neuer oder die Erweiterung bestehender Produktionsanlagen für saubere Kraftstoffe, einschließlich Anlagenumbauten, erforderlich sind. Der Clean Fuels Fund deckt viele erneuerbare Kraftstoffe ab, wie zum Beispiel fortschrittliche Biokraftstoffe und nachhaltigen Flugkraftstoff, umfasst aber auch die Unterstützung von Projekten für sauberen Wasserstoff in seinem Mandat.

Vor Kurzem hat die kanadische Regierung in ihrem Haushalt 2023 drei Steuergutschriften eingeführt, die den Übergang zu einer Netto-Null-Wirtschaft fördern sollen. Von unmittelbarer Bedeutung für Wasserstoff ist die Steuergutschrift für Investitionen in sauberen Wasserstoff, eine rückzahlbare Steuergutschrift, die Anreize für die Produktion von sauberem Wasserstoff bietet. Die Gutschriften liegen je nach Kohlenstoffintensität des Wasserstoffs zwischen 15 und 40 %.

Diese Steuergutschrift kann zum Ausgleich der Kosten für den Kauf und die Einrichtung förderfähiger Ausrüstung für Projekte verwendet werden, die Wasserstoff durch Elektrolyse oder Erdgas produzieren. Wenn jedoch Erdgas verwendet wird, müssen die Emissionen durch Kohlenstoffabscheidung, -nutzung und -speicherung reduziert werden.

Der verfügbare Steuergutschriftssatz variiert je nach Kohlenstoffintensität des erzeugten Wasserstoffs:

Darüber hinaus ist die Berechtigung zum vollen Satz der Steuergutschrift für Investitionen in sauberen Wasserstoff abhängig von der CO2-Intensität eines bestimmten Projekts und von der Einhaltung bestimmter vorgeschriebener Arbeitsanforderungen durch das Projekt. Insbesondere muss eine Organisation:

Die Einführung dieser Steuergutschriften, die die Produktion von sauberem Wasserstoff in Kanada unterstützen, folgt auf den USA Inflation Reduction Act („IRA“), der 2022 von der Biden-Regierung in Kraft gesetzt wurde, und wurde zum Teil als Reaktion darauf gesehen, der großzügige Steuervorteile schuf Steuergutschrift für die Produktion von sauberem Wasserstoff, um neben anderen Anreizen die Produktion von sauberem Wasserstoff in den Vereinigten Staaten zu fördern. Die IRA macht die USA zu einem wichtigen Konkurrenten für Kanada bei der Versorgung der globalen Wasserstoffmärkte.

Russland, das über die größten nachgewiesenen Erdgasreserven der Welt verfügt, nutzt die Energielieferungen nach Europa als Hebel zur Unterstützung seiner Invasion in der Ukraine. Daher haben Kanada und seine NATO-Partner zusammengearbeitet, um die Abhängigkeit des Westens von russischen Öl- und Gasimporten zu verringern und diese Störung als Beschleuniger für die Einführung sauberer Energie aus zuverlässigen Quellen zu nutzen.

Vor diesem Hintergrund gaben Kanada und Deutschland im August 2022 eine gemeinsame Absichtserklärung zum Export von sauberem kanadischem Wasserstoff nach Deutschland bekannt. Durch diese bilaterale Zusammenarbeit sollen bis 2025 die ersten Wasserstofflieferungen in Deutschland eintreffen.

Kanada hatte bereits im Jahr 2021 eine Absichtserklärung mit der niederländischen Regierung unterzeichnet, um gemeinsam Investitionen in saubere Wasserstoffprojekte zu fördern und gemeinsam an der Einrichtung von Export-Import-Korridoren für sauberen Wasserstoff zwischen Kanada und den Niederlanden als Tor nach Europa zu arbeiten.

Kürzlich erklärte EU-Kommissarin Ursula von der Leyen bei einem Besuch in Kanada im März 2023, dass die EU Wasserstoff aus Kanada kaufen wolle und Kanada als „wichtigsten potenziellen Partner“ betrachte.

Außerhalb Europas erfreut sich kanadischer Wasserstoff einer anhaltenden Nachfrage aus Asien, da kürzlich berichtet wurde, dass die in Calgary ansässige ATCO Group fortgeschrittene Gespräche mit dem japanischen Energieversorger Kansai Electric Power führt, um Wasserstoff von der Westküste Kanadas nach Japan zu transportieren.

Diese Initiativen stellen wichtige Schritte in Kanadas Plan dar, sich als weltweit führender Wasserstoffexporteur zu etablieren, wie in der kanadischen Wasserstoffstrategie beschrieben.

Laut der kanadischen Wasserstoffstrategie steigt die weltweite Nachfrage nach sauberem Wasserstoff voraussichtlich um das „Zehnfache“ bis 2050. Und obwohl Kanada gut positioniert sein mag, um von diesem Wachstum durch den Export zu profitieren, wird anerkannt, dass die Schaffung der inländischen kanadischen Märkte für die Wasserstoffnutzung „muss führend sein“.

Große Veränderungen in den Energiesystemen werden durch die Verbrauchernachfrage vorangetrieben, und diese Nachfrage wird durch die Nützlichkeit und Verbreitung von Endverbrauchstechnologien bestimmt. Um eine Energiewende voranzutreiben, muss sich die Gesellschaft auf die Unterstützung neuer Endnutzungstechnologien durch öffentliche Investitionen, politische Anreize und neue Wege zur Nutzung dieser Technologien konzentrieren.

Es wurden mehrere Bundesinitiativen gestartet, um die Einführung von Wasserstoff-Endverbrauchstechnologien und -systemen zu unterstützen.

Das Greenhouse Gas Pollution Pricing Act ist der Eckpfeiler der Klimaschutzgesetzgebung der Bundesregierung. Es legt einen nationalen Preis für Kohlenstoff fest und treibt so die Nachfrage nach kohlenstofffreien Kraftstoffquellen wie Wasserstoff voran.

Im Emissionsreduktionsplan 2030 wurde das Ziel festgelegt, dass bis 2030 35 % des Gesamtabsatzes von mittelschweren und schweren Nutzfahrzeugen („MHDV“) emissionsfreie Fahrzeuge sein sollen, was eine bedeutende strategische Chance für Hersteller von MHDV mit Wasserstoff-Brennstoffzellenantrieb darstellt.

Im Bundeshaushalt 2022 waren folgende Maßnahmen zur Förderung der Wasserstoffnutzung enthalten:

Die Bundesregierung hat im Bundeshaushalt 2023 auch weitere Leitlinien zur Steuergutschrift für Investitionen in saubere Technologien bereitgestellt, die in der Herbstwirtschaftserklärung 2022 angekündigt wurde. Diese Steuergutschrift ist für Wasserstoff relevant, da auf der Liste der förderfähigen Immobilien emissionsfreie Industriefahrzeuge und zugehörige Lade- oder Betankungsgeräte, einschließlich schwerer Wasserstoff-Lkw, aufgeführt sind.

Der Haushalt sieht vor, dass die Steuergutschrift für Investitionen in saubere Technologien 30 % der Kosten für förderfähige Immobilien beträgt, die am oder nach dem 28. März 2023 und vor 2035 erworben werden und zur Nutzung verfügbar werden. Der Steuergutschriftssatz wird auf 15 % sinken. im Jahr 2034 und wird im Jahr 2035 eliminiert.

Schließlich führt die Bundesregierung eine neue 30-prozentige erstattungsfähige Investitionssteuergutschrift für die Herstellung und Verarbeitung sauberer Technologien ein. Die Investitionssteuergutschrift für die Herstellung sauberer Technologien ist für die Kapitalkosten förderfähiger Immobilien im Zusammenhang mit bestimmten Herstellungs- und Verarbeitungsaktivitäten verfügbar.

Zu den förderfähigen Aktivitäten für diese Steuergutschrift, die Sie als relevant erachten, gehören:

Die Bewertung des Potenzials von Wasserstoff als sauberer Kraftstoff, der Kanada dabei helfen wird, seine Dekarbonisierungsziele zu erreichen, ist eine Herausforderung, zum Teil, weil Wasserstoff für verschiedene Endanwendungen eingesetzt werden kann, die sich in unterschiedlichen technologischen Entwicklungsstadien befinden, aber auch, weil der kommerzielle Einsatz erst in den Kinderschuhen steckt beginnende Phasen der Marktreife.

Im Gegensatz zu den meisten Kraftstoffen, die hauptsächlich in nur zwei oder drei verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, kann Wasserstoff als Ersatz für viele Kraftstoffe verwendet werden – Diesel, Benzin, Erdgas und Kerosin. Diese Vielseitigkeit unterstreicht das Potenzial von Wasserstoff für die Dekarbonisierung der kanadischen Wirtschaft, stellt aber auch eine grundsätzliche Herausforderung dar, wo und wie man am besten ansetzen kann.

Im Folgenden finden Sie eine Liste der fünf vielversprechendsten Endanwendungsanwendungen, die dazu beitragen könnten, die frühe Nachfrage nach sauberer Wasserstoffproduktion in Kanada anzukurbeln und gleichzeitig die Erfahrungsführerschaft Kanadas bei Wasserstoff-Endanwendungstechnologien sowie die Entwicklung und Einbindung von Systemintegration und -wissen zu wahren -Wie, Kompetenzentwicklung und Schulung in neuen, aufstrebenden kommerziellen Wasserstoffmärkten.

Wie bei jeder „Best of“-Liste ist auch hier ein gewisses Maß an Subjektivität im Spiel. Die Grundlage für diese Liste ist jedoch eine Betrachtung der technischen Machbarkeit und der wirtschaftlichen Praktikabilität sowie der Verfügbarkeit anderer Dekarbonisierungspfade, die für eine frühzeitige Markteinführung möglicherweise attraktiver als Wasserstoff sind.

Kanada verfügt von Küste zu Küste über eine robuste und wachsende Film- und Fernsehproduktionsindustrie, einschließlich Produktionszentren in Vancouver, Toronto, Montreal, Calgary und Halifax. Große Studios und Produktionsfirmen verpflichten sich alle, die Treibhausgasemissionen in den kommenden Jahren deutlich zu reduzieren. Heutzutage sind Produktionen in Kanada, wie auch in Hollywood und international, häufig auf die CO2-intensive, dieselbetriebene mobile Stromerzeugung angewiesen, um vor Ort Strom zu liefern.

Wasserstoff ist eine praktische Lösung zur Emissionsreduzierung bei Film- und Fernsehproduktionen. Während die Kosten für Wasserstoffenergie im Vergleich zu Diesel gering sind, sind die zusätzlichen Gesamtkosten der Stromerzeugung im Verhältnis zu den Produktionsbudgets äußerst gering. Wasserstoffsysteme können mehr Energie zu geringeren Kosten bereitstellen als batteriebasierte Systeme, wenn der Strombedarf relativ hoch ist (z. B. >80 kW, >1.500 kWh/Tag). Die Energieerzeugung aus Wasserstoff ist sauber, leise und frei von CO2-Emissionen – alles Eigenschaften, die sich Startalent und Zuschauer wünschen.

Im Baugewerbe benötigen viele Großprojekte innerhalb eines Zeitrahmens oder für einen Zeitraum Strom vor Ort, der es unpraktisch oder unmöglich macht, den Standort mit einem Anschluss an das Stromnetz zu versorgen. Die meisten Projekte basieren auf dieselbetriebener mobiler Stromerzeugung, um abgelegene Orte, entlang von Autobahnen und sogar in Städten mit Strom zu versorgen.

Um ihren Nutzen zu erzielen, können Wasserstoffgeneratoren eine geeignete Leistung (150 – 500 kW) bereitstellen und mit benutzerfreundlichen Steuerungen und geeigneten Schnittstellen ausgestattet sein. Darüber hinaus muss der Wasserstoffbrennstoff so kompakt verpackt sein, dass er auf der Baustelle leicht lokalisiert und bewegt werden kann, und gleichzeitig genug Energie für einen ganzen Tag liefern.

Diese Ausstattungskonfigurationen und Versorgungsoptionen werden derzeit nicht kommerziell angeboten, könnten es aber sein. Wie bei der Film- und Fernsehproduktion stellt Wasserstoff eine praktische Lösung dar, um die Emissionen auf Baustellen erheblich zu reduzieren. Eine groß angelegte Ausweitung kann innerhalb von drei bis sieben Jahren erfolgen.

In Kanada gibt es viele Lagerhallen und andere Einrichtungen mit hohen Anforderungen an den Materialtransport, die zum Schutz vor Witterungseinflüssen oder zur Gewährleistung der Sauberkeit im Innenbereich untergebracht werden müssen. Viele dieser Einrichtungen sind auf batterieelektrische Gabelstapler angewiesen. Diese Lösung ist jedoch für größere Betriebe aufgrund von Problemen mit der Einschaltdauer, der Netzversorgung sowie Problemen mit dem Laderaum und den Verfahren oft unpraktisch.

Obwohl die erforderlichen grundlegenden Technologien vorhanden sind, sind viele Standorte mit mittelgroßen Flotten (10 – 30 LKWs), die im Dreischichtbetrieb pro Tag arbeiten, zu klein, um die Investition in die Wasserstoffproduktion vor Ort zu rechtfertigen, und vielen anderen fehlt der Platz, um große Rohranhänger unterzubringen gasförmiger Wasserstoff. Obwohl Wasserstoffenergie im Vergleich zu Benzin und Propan teurer ist, sind die zusätzlichen Gesamtkosten für Kraftstoff im Vergleich zu den Betriebsbudgets relativ gering. Wasserstoffsysteme können über den gesamten Arbeitszyklus eine konstante Leistung liefern (im Vergleich zu batteriebasierten Systemen) und das Auftanken geht schnell. Die Energieerzeugung aus Wasserstoff ist sauber, leise und frei von CO2-Emissionen.

Wasserstoffbetriebene Gabelstapler sind in Kanada bereits im Einsatz, ihr Einsatz ist jedoch noch begrenzt. Entsprechend dimensionierte und konfigurierte Liefer- und Betankungssysteme befinden sich derzeit in der fortgeschrittenen Entwicklung und sollten vor Ende 2024 für den beschleunigten Einsatz in Kanada bereit sein. Eine breit angelegte Skalierung kann innerhalb von 3 bis 7 Jahren erfolgen.

Die überwiegende Mehrheit der Güter- und Personenzuglokomotiven in Nordamerika nutzt bereits Elektromotoren für den Antrieb, und der Strom wird an Bord mit dieselbetriebenen Generatoren erzeugt. CP Rail rüstet derzeit mehrere seiner Lokomotiven auf den Betrieb mit sauberem, emissionsfreiem Wasserstoff um, indem der Dieselgenerator durch Brennstoffzellen ersetzt und die Dieselkraftstofftanks durch Zylinder ersetzt werden, die komprimierten Wasserstoff an Bord transportieren. Die ersten Lokomotiven, die CP Rail umrüstet, sind Rangierlokomotiven, die üblicherweise zum Rangieren von Triebwagen zwischen Rangierbahnhöfen innerhalb einer Region eingesetzt werden. Durch den Beginn des Regionaldienstes in (und zwischen) Edmonton und Calgary wird CP Rail in der Lage sein, seine umgebauten Lokomotiven auf seinen eigenen Güterbahnhöfen in Alberta aufzutanken.

Sicherheit ist in der nordamerikanischen Eisenbahnindustrie von größter Bedeutung, und das bedeutet, dass transformative, technologiebasierte Innovationen einige Zeit brauchen können, bis sie vollständig integriert sind. Kanadas Regulierungsrahmen für die Eisenbahnsicherheit berücksichtigt jedoch den technologischen Fortschritt durch Versuche, was für die kanadischen Eisenbahnunternehmen von Vorteil ist, um unter kanadischer Führung den Weg in eine CO2-arme Transportzukunft zu ebnen.

Das Wasserstofflokomotive-Programm von CP hat das Potenzial, eine grundlegende Erfahrungsbasis bei der Wasserstoffumwandlung zu schaffen, die die Anpassung an die vielen Tausend Güterzuglokomotiven, die derzeit in ganz Nordamerika im Einsatz sind, unterstützen und so einen betrieblich machbaren Weg zur Dekarbonisierung etablieren kann. Außerdem wird ein erstes Netz von Tankstellen aufgebaut, das über die kanadischen Eisenbahnen nach außen erweitert werden kann.

Nahverkehrszüge verkehren in der Regel innerhalb einer abgegrenzten Region auf definierten Strecken. Dies erleichtert die Betankung mit Wasserstoff, da die Speicher- und Abgabestationen strategisch günstig gelegen, im Besitz der Eisenbahnverkehrsbehörde sein und von ihr betrieben werden können. Der erste Personennahverkehrszug wurde 2019 in Deutschland in den öffentlichen Dienst gestellt. Sein Erfolg führt zu einer Flut von „Hydrail“-Beschaffungen durch Nahverkehrsgesellschaften auf der ganzen Welt.

Innerhalb von nur zwei bis drei Jahren könnte das Wachstum des wasserstoffbetriebenen Güter- und Personenverkehrs auf der Schiene im Gange sein. Eine breit angelegte Ausweitung kann innerhalb von 5 bis 10 Jahren erfolgen.

In Hafenanlagen (einschließlich Schiffs-, Flughafen- und Bahnknotenpunkten) ist eine beträchtliche Anzahl von Schwerlastfahrzeugen im Einsatz, die rund um die Uhr vor Ort bleiben, um Fracht- und Schiffscontainer von einem „Dock“ zum anderen zu befördern. Viele dieser Anlagen sind auf dieselbetriebene Lkw angewiesen, die in einem aggressiven Arbeitszyklus (Stop/Start, Hochfahren, Leerlauf) arbeiten, der relativ ineffizient ist und erhebliche Emissionswerte verursacht.

Es gibt mehrere Faktoren, die diesen speziellen Markt für Wasserstoff attraktiv machen. Die Entwicklung angemessen dimensionierter und konfigurierter Lieferketten wird Optionen für die Wasserstoffversorgung schaffen und die Kosten senken. Obwohl Wasserstoffenergie im Vergleich zu Diesel teurer ist, sind die Gesamtkosten für Treibstoff im Vergleich zu den Hafenbetriebsbudgets relativ niedrig.

Schwerlast-Wasserstoff-LKW-Plattformen wurden in Container-Drayage-Anwendungen demonstriert, beispielsweise in den emissionsfreien und nahezu emissionsfreien Frachtanlagen des Hafens von Los Angeles. Weitere wasserstoffbetriebene Schwerlastkraftwagen für andere Anwendungen sind in der Entwicklung und sollten in den nächsten zwei bis drei Jahren in Kanada einsatzbereit sein. Entsprechend dimensionierte und konfigurierte Wasserstoffproduktions-, -lieferungs- und -betankungssysteme befinden sich in der Entwicklung und sollten vor Ende 2026 für den ersten Einsatz in Kanada bereit sein. Eine breit angelegte Skalierung kann innerhalb von 5 bis 10 Jahren erfolgen.

In den meisten abgelegenen Gemeinden Kanadas leben indigene Völker. Diese abgelegenen Gemeinden, die nicht oder nur teilweise mit Strom aus dem Netz versorgt werden, sind häufig auf große dieselbetriebene Stromgeneratoren angewiesen, deren Betrieb sowohl kostspielig als auch umweltschädlich ist. Wasserstoffbetriebene Verbrennungsmotoren oder Brennstoffzellen können eine kohlenstoffarme Alternative darstellen, insbesondere wenn lokaler erneuerbarer Strom zur Herstellung des Wasserstoffs genutzt wird. Tatsächlich können bei der Produktion von Wasserstoff große Mengen erneuerbarer Energie aus lokalen Wind-, Solar- und Wasserkraftprojekten gespeichert werden, was die allgemeine Widerstandsfähigkeit und Wirtschaftsleistung verbessert und es indigenen Gemeinschaften und Unternehmen ermöglicht, sauberen Wasserstoff zu produzieren und zu vertreiben, sowohl für benachbarte Gemeinden als auch für andere abgelegene Industrien wie Bergbau und Forstwirtschaft. Mit effektiven Konsultationen, öffentlicher Finanzierung und dem erforderlichen politischen Willen kann der Einsatz sauberer Wasserstofftechnologien in abgelegenen und indigenen kanadischen Gemeinden innerhalb der nächsten drei bis fünf Jahre erfolgen

Lobende Erwähnung (nächstbeste) Liste der Wasserstoff-Endanwendungsanwendungen für eine frühzeitige Einführung in Kanada

Der frühe Erfolg von Pilotprojekten mit Schwerpunkt auf Hafencontainer-Rangierwagen trägt dazu bei, den Anwendungsfall von Wasserstoff in größeren Fahrzeugen zu demonstrieren. Mittelschwere und schwere Lkw lassen sich mit wiederaufladbaren Batterien schwieriger elektrifizieren, da Größe und Masse der Batteriepakete mit der verfügbaren Nutzlastkapazität des Lkw konkurrieren. Dies kann das Umsatzpotenzial einer Lieferflotte untergraben. Im Gegensatz dazu ist Wasserstoffkraftstoff eine leichtere, dichtere Form gespeicherter Bordenergie. Daher sind brennstoffzellenelektrische Antriebsstränge eine attraktive Alternative. Darüber hinaus können Lieferfahrzeugflotten, die zur Basis zurückkehren, an einer einzigen, zweckmäßigen Wasserstofftankstelle betankt werden. Eine Wasserstoffflottenlösung innerhalb des Zauns kann somit dazu beitragen, die Nullemissions- und Dekarbonisierungsziele vieler kommerzieller Flotten schnell, bequem und unabhängig von Einschränkungen im Zusammenhang mit der lokalen Stromversorgung zu erreichen.

Transitbusse sind eine ideale Anwendung für Wasserstoffsysteme. Aufgrund ihrer Größe können Linienbusse größere Wasserstofftanks unterbringen als die meisten anderen Fahrzeugtypen. Dieser zusätzliche Platz ermöglicht die Speicherung von Wasserstoff bei niedrigerem Druck, was die Betankungskosten senkt. Das Rückkehr-zu-Basis-Betriebsmuster von Transitbussen erleichtert auch das planmäßige Auftanken in Depots, wodurch die Effizienz die Betankungskosten weiter senkt. Das schnelle Betankungspotenzial von Wasserstoff macht Brennstoffzellen-Elektrobusse für große Flotten skalierbarer und die Infrastrukturkosten sind geringer als bei Busflotten mit wiederaufladbaren Batterie-Elektrobussen.

Die Räder großer Bergbau-LKWs werden häufig von Elektromotoren angetrieben, und dieser Strom wird in der Regel an Bord mit Dieselgeneratoren erzeugt. AngloAmerican demonstriert derzeit den Einsatz von Wasserstoff-Brennstoffzellen zur Erzeugung von Bordstrom und bietet damit eine dieselfreie Lösung für Bergbau-Lkw. Über die Straße fahrende Erztransporter können auch mit Wasserstoff betrieben werden, wobei die gleichen Brennstoffzellenantriebe verwendet werden, die von vielen Herstellern von Sattelschleppern der Klasse 8 demonstriert werden.

Kohle wird traditionell zur Reduktion von Eisenerz zu reinem Eisen (sogenanntes Direct Reduced Iron, DRI) verwendet, das dann zur Herstellung von Stahl verwendet wird. Kohlenstoff aus der Kohle verbindet sich mit dem Sauerstoff im Eisenerz und gibt Kohlendioxid an die Atmosphäre ab. Wasserstoff kann auch als DRI-Mittel dienen, das die Kohlendioxidemissionen der verbrauchten Kohle eliminiert und stattdessen nur Wasseremissionen hinterlässt. Wärme aus der Verbrennung von Wasserstoff kann auch in Teilen des Stahlherstellungsprozesses genutzt werden, um Kohle und in einigen Fällen die Verwendung von Erdgas weiter zu ersetzen, beispielsweise in integrierten Hochöfen von Stahlwerken.

Zementwerke werden rund um die Wasser- und Stromversorgung errichtet, und bei der Zementherstellung entsteht auch eine erhebliche Menge an Abwärme. Dies sind Ressourcen, die die Wasserelektrolyse antreiben können, wodurch reiner Sauerstoff und Wasserstoff entsteht. Der reine Sauerstoff kann in einem Oxy-Fuel-Verbrennungsprozess verwendet werden, um zusätzliche Wärme zu erzeugen, die die Effizienz der Kohlenstoffabscheidung aus den Rauchgasen der Anlage verbessert, was die Gesamtkosten der Dekarbonisierung der Zementproduktion senken kann. Möglicherweise könnte die Verwendung von reinem Sauerstoff anstelle von Luft (die nur zu einem Fünftel aus Sauerstoff besteht) zur Kraftstoffverbrennung auch das Volumen des Gasflusses durch das System reduzieren und so die Kosten der Zementproduktion weiter senken. Der Wasserstoff aus der Elektrolyse kann als Kraftstoffalternative für den Betrieb von Zementwerken verwendet werden, unter anderem als Ersatz für Diesel, der in Zement-LKWs und Transportbeton-LKWs verwendet wird.

Das Aufladen der Batterien von Elektrofahrzeugen nimmt Zeit in Anspruch und kann erhebliche Anforderungen an das örtliche Stromnetz stellen. Bei Betrieben von leichten Nutzfahrzeugen, die den ganzen Tag über im Einsatz sind, etwa im Taxi- und Limousinenservice oder bei Mitfahrgelegenheiten, ist es möglicherweise nicht praktikabel, Elektrofahrzeuge außer Betrieb zu nehmen, um sie aufzuladen. Das Auftanken mit Wasserstoff kann jedoch weniger als fünf Minuten dauern und bei einem typischen Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug eine Reichweite von mehr als 500 km vor dem nächsten Tanken ergeben.

Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugmodelle können somit einen Weg zur Elektrifizierung leichter Nutzfahrzeugflotten im kommerziellen Einsatz bieten und so eine emissionsfreie Leistung erzielen.

Wasserstoff wird häufig bei der Herstellung von petrochemischen Kraftstoffen und synthetischen Kraftstoffen verwendet. Durch die Verwendung von Wasserstoff, der aus kohlenstoffarmen Rohstoffen hergestellt wird, kann die Kohlenstoffintensität sowohl konventioneller als auch synthetischer Kraftstoffe deutlich reduziert werden. Tatsächlich können einige Prozesse zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe auf kohlenstoffarmem Wasserstoff sowie Kohlenstoff basieren, der aus Strömen industrieller Kohlendioxidemissionen abgeschieden wird, um flüssige Kohlenwasserstoffkraftstoffe herzustellen, die funktionell petrochemischen Kraftstoffen gleichwertig sind, sich aber einer Kohlenstoffintensität von netto Null nähern .

Nachhaltiger Flugkraftstoff (SAF) ist ein Beispiel für einen synthetischen Kraftstoff, der aus kohlenstoffarmem Wasserstoff hergestellt wird. Als Flüssigkeit behält SAF die Energiedichte von herkömmlichem Flugzeugtreibstoff bei und kann Flugtreibstoffvorräten beigemischt werden, was die Dekarbonisierung des Luftverkehrs mit optimalem Komfort ermöglicht.

Um nach Schätzungen der Vereinten Nationen bis zum Jahr 2050 eine Bevölkerung von 9,7 Milliarden Menschen zu ernähren, muss die landwirtschaftliche Produktion in den nächsten drei Jahrzehnten um 70 Prozent gesteigert werden. Dieser Trend wird zu einem dramatischen Anstieg der weltweiten Nachfrage nach Düngemitteln und Ammoniak führen.

Kanada ist weltweit der drittgrößte Produzent von Primärdüngern, was auf die Stärke unserer Kali- und Stickstoffproduktionsanlagen zurückzuführen ist. Kanada gehört zu den Top Ten der Länder, die Ammoniak produzieren, das zur Herstellung von Stickstoffdüngern verwendet wird. Bei der traditionellen Methode zur Herstellung von Ammoniak wird Wasserstoff aus Erdgas gewonnen und unter Druck mit Stickstoff in der Luft kombiniert, um Ammoniak herzustellen. Dieser Prozess verursacht jedoch erhebliche Treibhausgasemissionen.

Die Verwendung von sauberem Wasserstoff zur Dekarbonisierung der Ammoniakproduktion und des Düngemittelherstellungsprozesses wird dazu beitragen, den CO2-Fußabdruck der Lebensmittelproduktion und Landwirtschaft in Kanada zu reduzieren.

[1] Dieses Bulletin konzentriert sich auf Bundesinitiativen, -richtlinien und -programme. Es gibt eine wachsende Liste von Provinzprogrammen, die entwickelt und umgesetzt werden, um die Produktion und Einführung von sauberem Wasserstoff zu unterstützen, die über den Rahmen dieses Bulletins hinausgehen, aber in den folgenden wasserstoffbezogenen Veröffentlichungen von Fasken behandelt werden.

[2] Besonderer Dank geht an Rymal Smith von Change Energy Services und Bob Oliver von H2GO Canada für ihr Fachwissen und ihre Unterstützung bei der Zusammenstellung dieser Liste der besten Endanwendungen für sauberen Wasserstoff in Kanada.

Kontaktieren Sie Dan Brock, Co-Leiter der Hydrogen Energy Advisory Group von Fasken, um mehr über kanadische Richtlinien und Programme zur Unterstützung von sauberem Wasserstoff zu erfahren oder um zu besprechen, wie die wachsende Liste von Wasserstoff-Endanwendungen für Ihr Unternehmen geeignet sein könnte.

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