In der Schweiz gewinnt Wasserstoff H2 als potenzieller Energieträger zunehmend an Bedeutung, insbesondere als Ersatz für fossile Brennstoffe bei der industriellen Wärmeerzeugung. Diese Studie prognostiziert den zukünftigen Bedarf an grünem Wasserstoff in Schweizer Industrien bis zum Jahr 2050. Der Bedarf wird zwischen 2.4 und 5.4 TWh (72'000 bis 162000 Tonnen H2) liegen. Der Wasserstoff wird hauptsächlich für die Bereitstellung von Prozesswärme und geringfügig, als Prozessgas verwendet werden.
Die Studie nutzt eine Kombination aus Studien und Experteninterviews, um Daten zur Erhebung von Prozessgasen zu validieren und Szenarien für das zukünftige Potenzial von grünem Wasserstoff in der Schweizer Industrie zu entwickeln. Der Bedarf an Wasserstoff als Prozessgas in der Schweiz ist derzeit mit 0.4 TWh (13'000 Tonnen) gering, und Experten prognostizieren keinen signifikanten Anstieg in der Zukunft. Die Schliessung der Raffinerie in Cressier 2044 ist die einzige bedeutende Veränderung in Bezug auf den Wasserstoffbedarf als Prozessgas.
Bezüglich des Brennstoffbedarfs gestaltet sich die Erhebung komplex, da keine spezifischen Daten zum Energieverbrauch nach Temperaturen vorliegen. Es wird ein kombinierter Ansatz aus quantitativen und qualitativen Methoden verwendet, der auf vorhandenen Statistiken und Studien basiert. Diese Daten werden mittels Experteninterviews validiert und Szenarien für das zukünftige Potenzial von grünem Wasserstoff in der Schweizer Industrie erstellt. Zusätzlich werden existierende oder geplante Umsetzungen von grünen Wasserstoffprojekten in der Industrie recherchiert und durch Gespräche mit Betreibern ergänzt.
Der aktuelle thermische Energieverbrauch der Schweizer Industrie beträgt insgesamt 26 TWh. Es wird angenommen, dass klimafreundliche Technologien fossile Brennstoffe bis zu einer Temperatur von 200°C ersetzen können. Oberhalb von 200°C wird der Einsatz von Brennstoffen wahrscheinlich weiterhin notwendig sein. Daher ist von besonderem Interesse, wie hoch der Anteil des Energieverbrauchs über 200°C ist und in welchen Sektoren er anfällt. Dabei werden drei Industriegruppen identifiziert: Niedertemperaturgruppe mit Prozesswärmebedarf in den Temperaturbereichen unter 200°C. Mitteltemperaturgruppe mit Prozesswärmebedarf zwischen 200°C und 500°C und Hochtemperaturgruppe mit Prozesswärmebedarf von Temperaturen über 500°C: Diese Gruppe umfasst energieintensive Branchen wie Chemie/Pharma, Zement, Mineralien, Nichteisenmetalle, Metalle und teilweise die Metall- und Geräteindustrie. Ihr Wärmeverbrauch liegt bei ca. 15 TWh, wovon 47% durch fossile Energieträger bereitgestellt werden.
Die Abschätzung des zukünftigen Wasserstoffbedarfs erfolgt in dieser Studie unter Berücksichtigung des Prozesswärmebedarfs bis 2050. Der Prozesswärmebedarf wird unter den Annahmen einer unveränderten Industriestruktur, d.h. ohne Abwanderung von Unternehmen, und einer Effizienzsteigerung von 25% bis 2050 auf ca. 17 TWh geschätzt. Abzüglich der bisherigen Nutzung anderer Brennstoffe wie Biomasse und Abfall verbleibt ein noch fossil bereitgestellter Prozesswärmebedarf von 9.4 TWh, der dekarbonisiert werden muss. Bei vollständiger Elektrifizierung der Niedertemperaturindustrie verbleibt ein Restbedarf von ca. 7 TWh in der Mittel- und Hochtemperaturgruppe, die weiterhin fossile Brennstoffe zur Wärmebereitstellung benötigen.
Der Anteil der Energieerzeugung von 7 TWh, der durch Wasserstoff gedeckt wird, hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie zum Beispiel den Wasserstoffpreisen, der Technologieentwicklung und der Infrastruktur. Eine Möglichkeit wäre, die derzeitige Gasversorgung von 4 TWh auf grünen Wasserstoff umzustellen und dabei die bestehende Gasnetzinfrastruktur zu nutzen. Ein möglicher Wasserstoffbedarf für die Wärmeversorgung im Jahr 2050 hängt auch vom Anteil alternativer Brennstoffe ab. In dieser Studie wird angenommen, dass dieser Anteil zwischen 25% und 75% liegt, was zu einem Bedarf von 2 bis 5 TWh führt. Zusätzlich werden 0.4 TWh für den Prozessgasbedarf benötigt.
Bei einer künftigen Verfügbarkeit von Wasserstoff in grossen Mengen und zu wettbewerbsfähigen Preisen würde das Potenzial über die bisherigen Erwartungen hinausgehen. Die Fallstudien verdeutlichen zudem, dass nicht nur der Temperaturbereich entscheidend ist, sondern auch standortbezogene Gegebenheiten eine Rolle spielen. Daher könnten auch Unternehmen aus den Niedertemperaturgruppen von den Möglichkeiten der Wasserstoffnutzung profitieren, was das Potenzial erhöhen könnte.
