Marktbericht Power-to-X: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Technologie (Power-to-H2, Power-to-CO/Synthesegas/Ameisensäure, Power-to-NH3, Power-to-Methan, Power-to-Methanol, Power-to-H2O2), nach Endverwendung (Transport, Landwirtschaft, Fertigung, Industrie, Haushalte) und nach Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika) – Prognosen für 2024–2032

Wachstumsfaktoren des Power-to-X-Marktes

Zunehmende Nutzung erneuerbarer Energien

Das Wachstum erneuerbarer Energiequellen wie Wind und Sonne führt zu erheblichen Stromüberschüssen. Die Power-to-X-Technologie (PtX) kann diesen Überschussstrom in verschiedene speicherbare und transportierbare Energiequellen umwandeln, darunter Wasserstoff.synthetische Kraftstoffeund Chemikalien. Diese Fähigkeit trägt zur Netzstabilisierung, zur Reduzierung von Abregelungsmaßnahmen und zum verstärkten Einsatz erneuerbarer Energien bei. Durch die Umwandlung intermittierender erneuerbarer Energien in eine stabilere Form erleichtern PtX-Technologien die Integration des wachsenden Anteils erneuerbarer Energien in das Energiesystem.

Zudem sah sich Deutschland mit dem rasanten Ausbau erneuerbarer Energien mit Herausforderungen wie Stromüberschüssen und Abregelung konfrontiert. Deutschland investierte daher umfangreich in die Forschung und Entwicklung von PtX-Technologien und realisierte mehrere Pilotprojekte und kommerzielle Anlagen. 2023 kündigte die Bundesregierung eine Förderinitiative in Höhe von 270 Millionen Euro an, um die Wasserstofferzeugung in Entwicklungsländern zu stärken.

ARGE Netz, MAN Energy Solutions und Vattenfall haben Pläne zum Bau einer großtechnischen Power-to-Gas-Anlage in einem Industriepark in Brunsbübtel, Norddeutschland, bekannt gegeben. Die Anlage wird Strom produzieren.grüner Wasserstoffund synthetisches Erdgas (SNG) mithilfe von Strom aus lokalen Solar- und Windkraftanlagen. Man geht davon aus, dass grüner Wasserstoff zur branchenübergreifenden Dekarbonisierung beitragen wird. Er könnte als Treibstoff für Busse und Schiffe sowie in Gaskraftwerken und anderen industriellen Anwendungen eingesetzt werden. Die Partnerschaft hat zum Ziel, in Norddeutschland ein einzigartiges Power-to-Gas-Zentrum für die branchenübergreifende Dekarbonisierung zu schaffen.

Der zunehmende Einsatz erneuerbarer Energien in Ländern wie Deutschland unterstreicht die Bedeutung von Power-to-X-Technologien. PtX trägt zu einem verstärkten Einsatz erneuerbarer Energien, weniger Abschaltungen und einer verbesserten Netzstabilität bei, indem überschüssiger Strom in speicherbare und flexible Energieformen umgewandelt wird.

Hemmende Faktoren

Regulatorische und politische Unsicherheit

Der regulatorische Rahmen für Power-to-X-Technologien (PtX) entwickelt sich stetig weiter und birgt Unsicherheiten, die Investitionen und Entwicklung behindern können. Klare und stabile regulatorische Rahmenbedingungen sind entscheidend für das Marktvertrauen und eine langfristige Planung. Unternehmen beteiligen sich aufgrund der wahrgenommenen Risiken und Unsicherheiten hinsichtlich zukünftiger Gewinne möglicherweise nur an PtX-Projekten mit einheitlichen Normen und Vorschriften. Die Europäische Kommission veröffentlichte 2020 ihre Wasserstoffstrategie mit dem Ziel, den Wasserstoffeinsatz in Industrie und Verkehr zu steigern und gleichzeitig die Produktion von erneuerbarem Wasserstoff zu fördern. Die regulatorische Landschaft ist jedoch noch im Aufbau, und vollständige sowie konsistente Regelungen sind erforderlich, um diese Ziele vollständig zu erreichen.

Trotz der ambitionierten Ziele führt das Fehlen eines vollständig ausgereiften Regulierungsrahmens zu Unsicherheit bei Investoren. Unternehmen benötigen langfristige politische Unterstützung und Anreizsicherheit, bevor sie signifikante Ressourcen in PtX-Investitionen investieren. Beispielsweise besteht weiterhin Unklarheit hinsichtlich der Beimischung von Wasserstoff zu Erdgasnetzen, der Zertifizierung von grünem Wasserstoff und des grenzüberschreitenden Wasserstoffhandels.

Um die Entwicklungsperspektiven von PtX-Projekten optimal zu nutzen, müssen Projektentwickler zudem Hürden überwinden, die sich aus komplexen Wechselwirkungen, sich wandelnden Technologien, neuen Regulierungen und unsicheren Marktsituationen ergeben. Diese Schwierigkeiten spiegeln sich in den Zeitplänen für PtX-Projekte wider, die von ersten Machbarkeitsstudien bis zum erfolgreichen Betrieb sieben bis neun Jahre dauern. Diese langen Zeiträume erhöhen die finanziellen und terminlichen Risiken und führen zu Marktunsicherheit.

Wichtigste Marktchancen

Transformation des Verkehrssektors

PtX-Technologien bieten nachhaltige Alternativen zu herkömmlichen fossilen Brennstoffen und revolutionieren damit den Transportsektor. Grüner Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe, die mittels PtX-Verfahren hergestellt werden, können die Emissionen im Schwerlastverkehr, in der Luftfahrt und in der Schifffahrt erheblich reduzieren und so die weltweiten Bemühungen zur Bekämpfung des Klimawandels und zur Erreichung von Umweltzielen unterstützen.

Darüber hinaus beschloss die EU im April 2023, die kostenlosen Emissionszertifikate für den Luftfahrtsektor schrittweise abzuschaffen. Ab 2026 sollen diese dann vollständig versteigert werden. Das EU-Emissionshandelssystem (EU-ETS) bietet Fluggesellschaften Anreize zur Nutzung von nachhaltigem Flugkraftstoff (SAF), indem es ihnen Emissionsfreiheit zuweist. Dies reduziert ihre gemeldeten Emissionen und die Menge der zu erwerbenden Zertifikate. Fluggesellschaften wie KLM, Lufthansa und British Airways setzen bereits SAF-betriebene Flüge ein, um die Nachhaltigkeit zu fördern. Im August 2023 schlossen die HCS Group und die Lufthansa Group eine Vereinbarung zur Herstellung und Lieferung von SAF bis 2026. Die Produktion des SAF erfolgt aus land- und forstwirtschaftlichen Abfällen im Werk der HCS Group in Speyer, Deutschland.

Darüber hinaus kann der weitverbreitete Einsatz von SAFs, hergestellt mit PtX-Technologien, die Treibhausgasemissionen des Luftfahrtsektors deutlich reduzieren. Die International Air Transport Association (IATA) schätzt, dass SAFs das Potenzial haben, die Emissionen der Luftfahrt im Vergleich zu herkömmlichem Kerosin um bis zu 80 % zu senken. Regierungen und internationale Organisationen fördern den Einsatz von SAFs durch regulatorische Maßnahmen und Anreize. Die EU-Richtlinie über erneuerbare Energien schreibt vor, dass bis 2030 14 % der im Verkehrssektor verbrauchten Energie aus erneuerbaren Quellen stammen müssen. Dies schafft ein günstiges politisches Umfeld für die Einführung von SAFs.

Regionale Einblicke

Europa ist der bedeutendste globale Marktteilnehmer und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 11,9 % wachsen. Förderliche Gesetze und Verordnungen in Europa sind entscheidend für die beschleunigte Implementierung der Power-to-X-Technologie. So enthält beispielsweise das EU-Paket für saubere Energie Bestimmungen, die explizit auf die Implementierung von Power-to-X abzielen, sowie Fördermechanismen für die Produktion von erneuerbarem Wasserstoff und synthetischen Kraftstoffen. Diese Regelungen schaffen ein günstiges Marktumfeld, fördern Investitionen und treiben Innovationen im Bereich der europäischen Power-to-X-Technologie voran.

Darüber hinaus ermöglicht das britische Ziel einer verstärkten Offshore-Windenergieerzeugung sowie geografische und netzbedingte Einschränkungen die Nutzung von überschüssigem oder nicht erzeugtem Strom aus erneuerbaren Energien bei geringer Nachfrage. Power-to-X bietet Optionen zur Umwandlung dieser Energie in kohlenstoffarme Kraftstoffe und Güter, die im Inland genutzt oder auf Weltmärkte exportiert werden können und so zur Dekarbonisierung bestehender und zukünftiger Märkte beitragen. Um dieses Potenzial auszuschöpfen, ist ein besseres Verständnis der Herausforderungen bei der Verbindung von Wasserstoffangebot und -nachfrage sowie der finanziellen Anreize und Fördermaßnahmen erforderlich, die für den Aufbau dieses aufstrebenden Marktes notwendig sind.

Markttrends für Power-to-X im Nahen Osten und Afrika

Für den Nahen Osten und Afrika wird im Prognosezeitraum ein durchschnittliches jährliches Wachstum von 12,2 % erwartet. In der MEA-Region steigt zudem das Interesse an der Wasserstoffwirtschaft. Der Einsatz von Power-to-X-Technologien kann zum Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft beitragen, wirtschaftliche Chancen eröffnen, die regionale Zusammenarbeit stärken und langfristige Entwicklungsziele unterstützen. Bis November 2022 befanden sich in den VAE sechs Wasserstoffprojekte mit einem Gesamtinvestitionsvolumen von 1,66 Milliarden US-Dollar in der Entwicklung. Mit diesen Projekten werden die VAE bis 2030 25 % des weltweiten Bedarfs an kohlenstoffarmem Wasserstoff decken können.

Darüber hinaus begann Masdar im Januar 2023 mit dem Bau von Anlagen in Abu Dhabi zur jährlichen Erzeugung von 500.000 Tonnen grünem Wasserstoff. Im Januar 2021 gründete das Land die Abu Dhabi Hydrogen Alliance, der neben ADQ auch die Mubadala Investment Company, ADNOC und das Ministerium für Energie und Infrastruktur angehören. In den letzten Jahren haben die VAE erhebliche Investitionen in Projekte für erneuerbare Energien getätigt und das Potenzial der Power-to-X-Technologie untersucht.

Trends im Power-to-X-Markt im asiatisch-pazifischen Raum

Der asiatisch-pazifische Raum wird voraussichtlich weiterhin einer der attraktivsten Märkte bleiben und im Prognosezeitraum den größten Anteil am Marktumsatz generieren. Er gilt als das vielversprechendste Segment. China dominiert den Markt für grünen Wasserstoff im asiatisch-pazifischen Raum und ist weltweit führend auf dem Markt für grünen Wasserstoff mit einem Produktionsvolumen von 20 Millionen Tonnen. Mit der fortschreitenden Industrialisierung, Urbanisierung und Förderung erneuerbarer Energien in der Region steigt auch die Nachfrage nach Power-to-X-Technologien. Dies sind einige der Haupttreiber für das Wachstum der Branche im asiatisch-pazifischen Raum.

Darüber hinaus benötigt Nordamerika angesichts des steigenden Energieverbrauchs im Verkehrssektor eine nachhaltige Energieversorgung. Diese kann durch Umwandlung und Übertragung von Energie gewonnen werden. Das neue ländliche Energieprogramm in den Vereinigten Staaten umfasst landwirtschaftliche Produkte, deren Bruttoeinkommen zu mindestens 50 % aus der Landwirtschaft stammt. Dies schließt die Stromerzeugung innerhalb geschlossener Kreisläufe für elektrische und Wasserstoffenergie ein.

Technologie-Einblicke

Der Markt ist technologisch weiter in Power-to-H₂, Power-to-CO/Synthesegas/Ameisensäure, Power-to-NH₃, Power-to-Methan, Power-to-Methanol und Power-to-H₂O₂ unterteilt. Der Power-to-H₂-Sektor erzielte 2023 mit fast 45 % den größten Umsatzanteil und wird voraussichtlich auch im gesamten Prognosezeitraum dominant bleiben. Die Power-to-H₂-Technologie nutzt erneuerbaren Strom zur Wasserstofferzeugung mittels Elektrolyse. Dabei werden Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff umgewandelt, wodurch grüner Wasserstoff entsteht, sofern die Stromquelle erneuerbar ist.

Darüber hinaus kann mittels Power-to-H₂ erzeugter Wasserstoff als sauberer Kraftstoff in verschiedenen Anwendungsbereichen, darunter Transport und industrielle Prozesse, eingesetzt werden. Durch den Ersatz fossiler Brennstoffe durch Wasserstoff lassen sich die Treibhausgasemissionen deutlich reduzieren, was zur Dekarbonisierung von Branchen führt, die sich nur schwer direkt elektrifizieren lassen, wie beispielsweise der Schwerlastverkehr, die Luftfahrt und die industrielle Wärmeversorgung.

Der Bereich der Methanolgewinnung aus Strom wird im Prognosezeitraum voraussichtlich deutlich wachsen. Methanol, das mittels Power-to-X-Verfahren hergestellt wird, bietet einen Weg zur Dekarbonisierung des Transportsektors. Die Verwendung erneuerbarer Energien für die Methanolproduktion kann die mit der herkömmlichen Methanolproduktion aus fossilen Brennstoffen verbundenen CO₂-Emissionen erheblich reduzieren oder sogar eliminieren.

Darüber hinaus kann Methanol als praktischer Wasserstoffträger eingesetzt werden, da es Wasserstoff ohne die Komplikationen der Handhabung und Lagerung von reinem Wasserstoff speichert. Im November 2022 nahm die weltweit erste Anlage zur CO₂-Umwandlung in Methanol im kommerziellen Maßstab in Anyang, Provinz Henan, China, ihren Betrieb auf. Diese Anlage kann jährlich 160.000 Tonnen CO₂-Emissionen auffangen, was der Stilllegung von fast 60.000 Autos entspricht.

Endnutzer-Einblicke

Der Markt lässt sich nach Endverwendung weiter in Transport, Landwirtschaft, Fertigung, Industrie und Haushalte unterteilen. Der Transportsektor generierte mit über 40 % den größten Umsatzanteil. Power-to-X bietet dem Transportsektor vielfältige Möglichkeiten zur Energiewende. Während batterieelektrische Fahrzeuge (EVs) immer beliebter werden, stellen diese Technologien eine Alternative für Anwendungen dar, bei denen Batterien aufgrund von Faktoren wie Energiedichte, Gewicht oder Ladezeit nicht die beste Wahl sind. Power-to-X trägt außerdem durch zahlreiche Lösungen zu einer ausgewogenen und umfassenden Dekarbonisierung des Transportsektors bei.

Folglich, wasserstoffbetriebenBrennstoffzellenfahrzeugeBrennstoffzellenfahrzeuge wie der Toyota Mirai und der Hyundai Nexo sind bereits im Einsatz und nutzen grünen Wasserstoff, der mithilfe von PtX-Technologien erzeugt wird. Auch die Luftfahrtindustrie beschäftigt sich mit synthetischen Kraftstoffen; so hat beispielsweise die Lufthansa erfolgreiche Testflüge mit aus PtX gewonnenem synthetischem Kerosin durchgeführt. Der Verkehrssektor verursacht rund 24 % der globalen CO₂-Emissionen, wobei der Straßenverkehr 71,7 % davon ausmacht. Wasserstoff kann sowohl Brennstoffzellenmotoren als auch Verbrennungsmotoren antreiben.

Im Bereich der Wohnimmobilien wird in den kommenden Jahren ein deutliches Wachstum erwartet. Dieser Aufschwung ist auf den Fokus der Branche auf Daten-Governance zurückzuführen. Das Power-to-X-Tool visualisiert die Datenbestände und -standorte eines Unternehmens, während Daten-Governance Dateneigentümer und -nutzer identifiziert. Sie unterstützt Anwender bei der Verwaltung ihrer Daten.

Infolgedessen wissen viele Datennutzer, an wen sie sich bei Datenfragen wenden können. Mit zunehmenden Datenmengen hat sich Power-to-X zu einem unverzichtbaren Werkzeug im Portfolio der Data-Governance-Funktionen entwickelt. Die durch Data Governance geschaffene Unternehmensstruktur fördert zudem die Zusammenarbeit und Kommunikation zwischen Datennutzern verschiedener Abteilungen, um alle technischen und kommerziellen Informationen über die Datenbestände eines Unternehmens zusammenzuführen. Ein Beispiel hierfür ist das H21-Projekt, eine Reihe von Initiativen der britischen Gasindustrie zur Umstellung des bestehenden Gasnetzes auf den Transport von 100 % Wasserstoff.