Power-to-X-Markt Größe und Ausblick, 2024-2032

Power-to-X-Marktgröße

Der weltweite Power-to-X-Markt wurde 2023 auf 316,2 Millionen USD geschätzt. Er soll von 354,1 Millionen USD im Jahr 2024 auf 877,0 Millionen USD im Jahr 2032 anwachsen und im Prognosezeitraum (2024–2032) eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate ( CAGR) von 12,0 % verzeichnen . Der entscheidende Wachstumstreiber für den Power-to-X-Markt ist die Notwendigkeit, den Klimawandel durch die Senkung der Treibhausgasemissionen zu bekämpfen.

Power-to-X (PtX) bezeichnet Technologien, die elektrische Energie in verschiedene Energieträger oder Produkte umwandeln. Dieses Konzept ist für den Übergang zu erneuerbaren Energien von entscheidender Bedeutung, da es die Speicherung und Nutzung von überschüssigem Strom aus erneuerbaren Quellen wie Wind und Sonne ermöglicht. PtX-Technologien helfen beim Ausgleich von Angebot und Nachfrage, indem sie Strom in verschiedene Energieträger wie Wasserstoff, synthetische Kraftstoffe und Chemikalien umwandeln. Sie erleichtern auch die Dekarbonisierung und integrieren erneuerbare Energien in viele Branchen.

Die Notwendigkeit, überschüssige Solar- und Windenergie zu speichern und Stromnetze auszugleichen, sind entscheidende Treiber für das Umsatzwachstum auf dem Markt. Darüber hinaus wird der Übergang zu einer kohlenstofffreien Energiewirtschaft durch Abfallenergie, überschüssigen Strom und abgeschiedenes Kohlendioxid die Nachfrage nach Power-to-X und das Umsatzwachstum auf dem Markt steigern. Das globale Wachstum des Power-to-X-Marktes wird jedoch durch nachteilige Einschränkungen wie eine sehr geringe Selektivität hinsichtlich der gewünschten Produkte, eine geringe Effizienz und hohe Überspannungen erheblich behindert.

Darüber hinaus ist zu erwarten, dass die verstärkte Entwicklung der Power-to-X-Technologie, die vor allem eine Reduzierung der Anfangsinvestitionen sowie eine Verbesserung der Prozesseffizienz, insbesondere bei der Elektrolyse, erfordert und so die derzeit hohen Produktionskosten der mit dieser Technologie erzeugten Kraftstoffe und Chemikalien senkt, großen Akteuren und neuen Marktteilnehmern auch weiterhin lukrative Geschäftsmöglichkeiten auf dem Weltmarkt eröffnen wird.

Highlights

• Power-to-H2 dominiert den Markt technologisch.
• Der Transport beeinflusste den Markt je nach Endnutzung.

Wachstumsfaktoren für den Power-to-X-Markt

Zunehmende Verbreitung erneuerbarer Energien

Das Wachstum erneuerbarer Energiequellen wie Wind und Sonne führt zu erheblichen Zeiten überschüssiger Stromproduktion. Die Power-to-X-Technologie (PtX) kann überschüssigen Strom in verschiedene speicherbare und transportierbare Energiequellen umwandeln, darunter Wasserstoff, synthetische Kraftstoffe und Chemikalien. Diese Fähigkeit trägt zum Netzausgleich, zur Reduzierung von Leistungseinschränkungen und zu einem erhöhten Verbrauch erneuerbarer Energien bei. Durch die Umwandlung intermittierender erneuerbarer Energie in eine stabilere Form erleichtern PtX-Technologien die Integration wachsender erneuerbarer Energien in das Energiesystem.

Darüber hinaus ist Deutschland mit dem raschen Ausbau der Erzeugung erneuerbarer Energien mit Problemen wie Stromüberschüssen und Leistungseinschränkungen konfrontiert. Deutschland hat mit mehreren Pilotprojekten und kommerziellen Anlagen massiv in die PtX-Forschung und -Entwicklung investiert. Im Jahr 2023 kündigte die deutsche Regierung eine 270 Millionen Euro schwere Förderinitiative zur Förderung der Wasserstofferzeugung in armen Ländern an.

ARGE Netz, MAN Energy Solutions und Vattenfall haben Pläne für den Bau einer groß angelegten Power-to-Gas-Anlage in einem Industriepark im norddeutschen Brunsbüttel angekündigt. Die Anlage wird grünen Wasserstoff und synthetische Gase (SNG) mit Strom aus lokalen Solar- und Windkraftanlagen herstellen. Man geht davon aus, dass grüner Wasserstoff zur sektorübergreifenden Dekarbonisierung beitragen wird. Er könnte als Kraftstoff für Busse oder Schiffe sowie in Gaskraftwerken und anderen industriellen Anwendungen eingesetzt werden. Ziel der Partnerschaft ist die Schaffung eines einzigartigen Power-to-Gas-Hubs für die sektorübergreifende Dekarbonisierung in Norddeutschland.

Die zunehmende Nutzung erneuerbarer Energien in Ländern wie Deutschland unterstreicht daher die Bedeutung von Power-to-X-Technologien. PtX trägt zu einer erhöhten Nutzung erneuerbarer Energien, einer Verringerung der Leistungsbegrenzung und einer verbesserten Netzstabilität bei, indem es überschüssigen Strom in speicherbare und anpassbare Energieformen umwandelt.

Hemmende Faktoren für den Power-to-X-Markt

Regulatorische und politische Unsicherheit

Das regulatorische Umfeld für Power-to-X (PtX)-Technologien entwickelt sich noch immer weiter und führt zu Unsicherheiten, die Investitionen und Entwicklung behindern können. Klare und stabile regulatorische Rahmenbedingungen sind entscheidend, um das Marktvertrauen und die langfristige Planung zu fördern. Unternehmen dürfen sich aufgrund wahrgenommener Risiken und Unsicherheiten hinsichtlich zukünftiger Gewinne nur an PtX-Projekten mit einheitlichen Normen und Vorschriften beteiligen. Die Europäische Kommission hat 2020 ihre Wasserstoffstrategie veröffentlicht, die darauf abzielt, den Wasserstoffeinsatz in Industrie und Verkehr zu erhöhen und gleichzeitig die Produktion von erneuerbarem Wasserstoff zu fördern. Die regulatorische Landschaft wächst jedoch noch immer, und um diese Ziele vollständig zu erreichen, sind vollständige und konsistente Vorschriften erforderlich.

Trotz der hochgesteckten Ziele sorgt das Fehlen eines vollständig ausgearbeiteten Regulierungsrahmens für Unsicherheit bei den Investoren. Unternehmen benötigen langfristige politische Unterstützung und Anreize, bevor sie erhebliche Mittel für PtX-Investitionen bereitstellen. So ist beispielsweise die regulatorische Klarheit hinsichtlich der Beimischung von Wasserstoff in Erdgasnetze, der Zertifizierung von grünem Wasserstoff und des grenzüberschreitenden Wasserstoffhandels noch nicht erreicht.

Um die sich entwickelnden PtX-Perspektiven zu nutzen, müssen Entwickler zudem Hürden überwinden, die durch komplexe Abhängigkeiten, sich ändernde Technologien, neue Vorschriften und unsichere Marktsituationen entstehen. Diese Schwierigkeiten spiegeln sich in den Zeitplänen für PtX-Projekte wider, die von vorläufigen Machbarkeitsstudien bis zum gewinnbringenden Betrieb zwischen sieben und neun Jahren variieren. Diese verlängerten Zeiträume erhöhen die finanziellen und terminlichen Risiken und führen zu Marktunsicherheit.

Power-to-X-Marktchancen

Transformation des Transportsektors

PtX-Technologien bieten nachhaltige Alternativen zu herkömmlichen fossilen Brennstoffen und verändern damit den Transportbereich grundlegend. Grüner Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe, die mithilfe von PtX-Methoden erzeugt werden, können die Emissionen im Schwerlastverkehr, in der Luftfahrt und im Schiffsverkehr erheblich senken und so die weltweiten Bemühungen zur Bekämpfung des Klimawandels und zur Erreichung von Umweltzielen unterstützen.

Darüber hinaus hat die EU im April 2023 zugestimmt, die kostenlosen Emissionsrechte für den Luftverkehr schrittweise abzuschaffen. Ab 2026 werden vollständige Auktionen durchgeführt. Das EU-EHS bietet Fluggesellschaften Anreize, SAF einzuführen, indem es ihnen Null-Emissionen zuweist, was ihre gemeldeten Emissionen und die Anzahl der Zertifikate, die sie erwerben müssen, verringert. Fluggesellschaften wie KLM, Lufthansa und British Airways haben begonnen, SAF-betriebene Flüge einzusetzen, um die Nachhaltigkeit zu fördern. Im August 2023 haben die HCS Group und die Lufthansa Group eine Vereinbarung zur Herstellung und Lieferung von SAF bis 2026 geschlossen. Die SAF werden aus land- und forstwirtschaftlichen Biomasseabfällen am Standort Speyer der HCS Group hergestellt.

Darüber hinaus kann der weitverbreitete Einsatz von SAFs, die mithilfe von PtX-Technologien hergestellt werden, die Treibhausgasemissionen des Luftverkehrssektors erheblich reduzieren. Die International Air Transport Association (IATA) schätzt, dass SAFs das Potenzial haben, die Emissionen des Luftverkehrs im Vergleich zu herkömmlichem Düsentreibstoff um bis zu 80 % zu reduzieren. Regierungen und internationale Organisationen fördern den Einsatz von SAFs durch regulatorische Maßnahmen und Anreize. Die Erneuerbare-Energien-Richtlinie der Europäischen Union schreibt vor, dass bis 2030 14 % der im Transportwesen genutzten Energie aus erneuerbaren Quellen stammen müssen, was ein günstiges politisches Umfeld für die Umsetzung von SAFs schafft.

Regionale Analyse des Power-to-X-Marktes

Europa: Dominante Region mit 11,9 % Wachstumsrate (CAGR)

Europa ist der bedeutendste Anteilseigner am globalen Power-to-X-Markt und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich um durchschnittlich 11,9 % wachsen. Unterstützende Gesetze und Vorschriften in Europa sind entscheidend, um die Einführung der Power-to-X-Technologie zu beschleunigen. So enthält das Clean Energy Package der Europäischen Union beispielsweise Bestimmungen, die explizit auf die Einführung von Power-to-X abzielen, sowie Unterstützungsmechanismen für die Produktion von erneuerbarem Wasserstoff und synthetischen Kraftstoffen. Diese Vorschriften fördern ein günstiges Marktumfeld, fördern Investitionen und treiben Innovationen in der europäischen Power-to-X-Technologie voran.

Darüber hinaus ermöglicht das britische Ziel, die Offshore-Windenergieerzeugung zu steigern, sowie geografische und netzbezogene Einschränkungen die Nutzung von verschwendetem oder eingeschränktem erneuerbarem Strom bei geringer Nachfrage. Power-to-X bietet Möglichkeiten, diese Energie in kohlenstoffarme Kraftstoffe und Güter umzuwandeln, die im Inland genutzt oder in globale Märkte exportiert werden können und so zur Dekarbonisierung bestehender und zukünftiger Märkte beitragen. Um dieses Potenzial auszuschöpfen, ist ein besseres Verständnis der Einschränkungen erforderlich, die mit der Verbindung von Wasserstoffangebot und -nachfrage verbunden sind, sowie der finanziellen Anreize oder Unterstützung, die zum Aufbau dieses aufstrebenden Marktes erforderlich sind.

Naher Osten und Afrika: Am schnellsten wachsende Region mit 12,2 % Wachstumsrate (CAGR)

Für den Nahen Osten und Afrika wird für den Prognosezeitraum ein durchschnittliches jährliches Wachstum von 12,2 % erwartet. Auch in der MEA-Region ist ein zunehmendes Interesse an der Wasserstoffwirtschaft zu verzeichnen. Der Einsatz der Power-to-X-Technologie kann zum Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft beitragen, wirtschaftliche Möglichkeiten schaffen, die regionale Zusammenarbeit fördern und zu langfristigen Entwicklungszielen beitragen. Bis November 2022 hatten die VAE sechs Wasserstoffprojekte mit einer Gesamtinvestition von 1,66 Milliarden USD in der Entwicklung. Mit diesen Projekten werden die VAE bis 2030 in der Lage sein, 25 % des weltweiten kohlenstoffarmen Wasserstoffs zu liefern.

Darüber hinaus begann Masdar im Januar 2023 mit dem Bau von Projekten in Abu Dhabi zur Erzeugung von 500.000 Tonnen grünem Wasserstoff pro Jahr. Im Januar 2021 gründete das Land die Abu Dhabi Hydrogen Alliance, zu der ADQ, Mubadala Investment Company, ADNOC und das Ministerium für Energie und Infrastruktur gehören. In den letzten Jahren haben die VAE erheblich in Projekte für erneuerbare Energien investiert und das Potenzial der Power-to-X-Technologie untersucht.

Der asiatisch-pazifische Raum wird voraussichtlich weiterhin zu den attraktivsten Märkten gehören und im prognostizierten Jahrzehnt den größten Anteil des Marktumsatzes ausmachen. Der asiatisch-pazifische Raum wird im Prognosezeitraum voraussichtlich das vielversprechendste Segment sein. China dominiert den asiatisch-pazifischen Markt für grünen Wasserstoff. China dominiert den globalen Markt für grünen Wasserstoff und macht ein Drittel der Produktion (20 Millionen Tonnen) aus. Mit der Industrialisierung, Urbanisierung und Förderung erneuerbarer Energiequellen in der Region steigt auch die Nachfrage nach Power-to-X-Technologien. Dies sind einige der Haupttreiber des Wachstums der asiatisch-pazifischen Industrie.

Darüber hinaus benötigt Nordamerika mit seinem steigenden Stromverbrauch im Verkehrssektor eine nachhaltige Stromversorgung. Der Strom kann durch Umwandlung und Übertragung von Energie gewonnen werden. Das neue ländliche Energieprogramm in den Vereinigten Staaten umfasst landwirtschaftliche Produkte, die mindestens 50 % ihres Bruttoeinkommens aus landwirtschaftlichen Betrieben erzielen. Dies umfasst die Stromerzeugung innerhalb des geschlossenen Kreislaufs aus elektrischer und Wasserstoffenergie.

Segmentanalyse des Power-to-X-Marktes

Nach Technologie

Der Markt ist nach Technologie weiter segmentiert in Power-to-H2, Power-to-CO/Syngas/Ameisensäure, Power-to-NH3, Power-to-Methan, Power-to-Methanol und Power-to-H2O2. Der Power-to-H2-Sektor hatte im Jahr 2023 den größten Umsatzanteil (fast 45 %) und wird voraussichtlich während des gesamten Prognosezeitraums dominant bleiben. Die Power-to-H2-Technologie nutzt erneuerbaren Strom zur Herstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse. Dieser Prozess wandelt Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff um und erzeugt grünen Wasserstoff, wenn die Stromquelle erneuerbar ist.

Darüber hinaus kann durch Power-to-H2 erzeugter Wasserstoff als sauberer Kraftstoff in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, darunter im Transportwesen und in industriellen Prozessen. Durch den Ersatz fossiler Brennstoffe durch Wasserstoff können Treibhausgasemissionen erheblich gesenkt werden, was zur Dekarbonisierung von Branchen führt, die sich nur schwer direkt elektrifizieren lassen, wie etwa Schwerlasttransport, Flugzeuge und industrielle Heizungen.

Das Segment Power-to-Methanol dürfte im Prognosezeitraum deutlich wachsen. Methanol, das mithilfe von Power-to-X-Verfahren hergestellt wird, bietet einen Weg zur Dekarbonisierung der Transportbranche. Die Verwendung von erneuerbarem Strom zur Herstellung von Methanol kann die Kohlenstoffemissionen, die mit der herkömmlichen Methanolherstellung aus fossilen Brennstoffen verbunden sind, erheblich verringern oder eliminieren.

Darüber hinaus kann Methanol als praktischer Wasserstofftransporter verwendet werden, der Wasserstoff speichert, ohne dass die Handhabung und Lagerung von reinem Wasserstoff kompliziert ist. Im November 2022 nahm in Anyang in der chinesischen Provinz Henan die weltweit erste großtechnische CO2-zu-Methanol-Anlage ihren Betrieb auf. Diese Anlage kann jährlich 160.000 Tonnen CO2-Emissionen einfangen, was fast 60.000 Autos von den Straßen verschwinden lässt.

Nach Endverwendung

Der Markt kann nach Endverbrauch weiter unterteilt werden in Transport, Landwirtschaft, Fertigung, Industrie und Wohnen. Die Transportkategorie generierte mit mehr als 40 % den größten Umsatz. Power-to-X bietet einen vielfältigen Energiewendepfad für den Transportsektor. Während batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (EVs) immer beliebter werden, bieten Power-to-X-Technologien eine Option für Anwendungen, bei denen Batterien aufgrund von Überlegungen wie Energiedichte, Gewicht oder Ladezeit möglicherweise nicht die beste Wahl sind. Power-to-X trägt dazu bei, den Transport auf ausgewogene und vollständige Weise zu dekarbonisieren, indem es zahlreiche Lösungen bietet.

Folglich sind wasserstoffbetriebene Brennstoffzellenfahrzeuge (FCVs) wie der Toyota Mirai und der Hyundai Nexo bereits auf der Straße und nutzen grünen Wasserstoff, der mithilfe von PtX-Technologien erzeugt wurde. Auch die Luftfahrtindustrie beschäftigt sich mit synthetischen Kraftstoffen; so hat beispielsweise Lufthansa erfolgreiche Testflüge mit aus PtX gewonnenem synthetischem Kerosin durchgeführt. Der Verkehrssektor ist für rund 24 % des weltweiten CO2-Ausstoßes verantwortlich, wobei der Straßenverkehr 71,7 % ausmacht. Wasserstoff kann zum Antrieb von Brennstoffzellenmotoren oder Verbrennungsmotoren genutzt werden.

Die Kategorie „Wohnimmobilien“ dürfte in den kommenden Jahren deutlich wachsen. Der Aufstieg dieses Segments ist auf die Betonung der Datenverwaltung in diesem Sektor zurückzuführen. Das Power-to-X-Tool zeigt die Datenbestände und Standorte eines Unternehmens an, während die Datenverwaltung Dateneigentümer und -verbraucher identifiziert. Es hilft den Menschen, ihre Daten zu verwalten.

Dadurch wissen viele Datennutzer, an wen sie sich bei Datenanfragen wenden müssen. Angesichts der zunehmenden Datenmengen hat sich Power-to-X als wichtiges Tool im Portfolio der Data-Governance-Funktionen herauskristallisiert. Die durch Data Governance bereitgestellte Unternehmensstruktur fördert zudem die Teamarbeit und Kommunikation zwischen Datennutzern aller Abteilungen, um alle technischen und kommerziellen Informationen über die Datenbestände eines Unternehmens zusammenzufassen. Das H21-Projekt beispielsweise ist eine Reihe von Bemühungen der Gasindustrie im Vereinigten Königreich, das derzeitige Gasnetz für den Transport von 100 % Wasserstoff umzurüsten.

Jüngste Entwicklungen

• April 2024 – Air Liquide erweitert seine Biomethankapazität in den USA mit zwei neuen Produktionsanlagen.
• Mai 2024 – Linde unterzeichnete eine Vereinbarung zur Lieferung von Industriegasen an das weltweit erste große grüne Stahlwerk.
• Mai 2024 – Siemens Electricity und der dänische Staatskonzern Energinet haben einen Rahmenvertrag über 1,4 Milliarden Euro (10,5 Milliarden DKK) zum Wiederaufbau der dänischen Strominfrastruktur bekannt gegeben. Energinet hat Siemens Energy mit der Lieferung von Transformatoren und Schaltanlagen für Hochspannungsumspannwerke beauftragt, um die Strominfrastruktur des Landes auszubauen und die Energiewende zu beschleunigen.
• April 2024 – H2Carrier plant Power-to-X-Synthese von Wasserstoff und Ammoniak in Norwegen.