: Wasserstoff: Diese Speicher kommen infrage
22.05.2023 | 09:31 Uhr
Bei der Energiewende soll Wasserstoff eine zentrale Rolle zukommen. Unklar ist, wie und wo die großen benötigten Mengen gespeichert werden - diese Möglichkeiten kommen infrage.In der klimaneutralen Zukunft soll Wasserstoff eine Schlüsselrolle spielen. CO2-frei erzeugt, kann es etwa bei wenig Wind und Sonne in neuen Gaskraftwerken Strom erzeugen. In Stahlwerken soll es anstatt Kohle dem Eisenerz den Sauerstoff entziehen - dafür braucht es große Mengen Wasserstoff. Damit immer genug da ist, muss der Stoff zwischengespeichert werden. Doch wo? Eignen sich dafür die bisherigen Erdgasspeicher?
Ja, aber wohl nicht alle. Zu diesem Schluss kam zuletzt eine Studie von Verbänden der Energiewirtschaft. Demnach sind Kavernenspeicher mit ihren großen Hohlräumen "besonders gut geeignet". Beim den sogenannten Porenspeichern müsse hingegen die Eignung im Einzelfall geprüft werden. Die Studie nimmt an, dass nur vier von sechzehn Porenspeichern für Wasserstoff genutzt werden können.
Wie unterscheiden sich Kavernen- und Porenspeicher?
Laut Bundesverband Erdgas, Erdöl und Geoenergie (BVEG) gibt es in Deutschland zwei Arten von Untergrund-Gasspeichern: Kavernenspeicher und Porenspeicher. Beide unterscheiden sich geologisch voneinander und haben auch verschiedene Vor- und Nachteile. Ein Überblick:
Kavernenspeicher
Dies sind große, künstliche Hohlräume, die etwa in Salzstöcken angelegt werden. Das Salz bildet eine gasundurchlässige Barriere und sorgt für eine natürliche Dichtheit der Kavernen.
Solche Kavernenspeicher werden durch Aussolung angelegt. Diese erfolgt über Tiefbohrungen durch kontrollierte Wasserzufuhr. In den so entstehenden Hohlräumen können Gase gespeichert werden.
Die Kavernen sind über die Tiefbohrung direkt mit den Speicheranlagen über der Erde verbunden, was das Ein- und Ausspeichern des Gases erleichtert.
Porenspeicher
Diese Speicher sind natürliche Lagerstätten und befinden sich in porösem Gestein - sie eignen sich durch ihre geologische Formation zum Speichern von Gasen. Das poröse Gestein kann das Gas aufnehmen und einlagern.
Um das Gas zu speichern, wird es mit großem Druck in die winzigen Porten der Gesteinsschicht geleitet. Meist sind es ehemalige Erdgas- oder Erdöl-Lagerstätten. Durch die natürliche horizontale und vertikale Abdichtung eignen sie sich als Gasspeicher. Nach oben sind Porenspeicher durch Deckschichten aus vorwiegend Ton und Salz abgedichtet, nach unten durch einen wasserführenden Bereich.
Die Ein- und Ausspeicherleistung von Porenspeichern ist kleiner als bei Kavernenspeichern, denn das Gas muss zunächst durch das poröse Gestein zur Bohrung strömen.
Etwa zwei Dutzend Wasserstoff-Pilotprojekte in Deutschland
Bei den Betreibern der Erdgasspeicher ist die Wasserstoffspeicherung ein großes Thema. Dem Branchenverband Ines sind 23 Pilotprojekte bekannt, die sich allerdings meist in einem frühen Projektstadium befänden und umfassten "deutlich kleinere Volumen als für kommerzielle Gasspeicher üblich".
Eines der am weitesten fortgeschrittenen Pilotprojekte entsteht in Rüdersdorf bei Berlin unter dem Namen HyCAVmobil. Betreiber ist der Energiekonzern EWE. Auf einem Gelände, auf dem EWE bereits zwei Erdgasspeicher hat, wurde bis Anfang März in einem unterirdischen Salzstock in 1.000 Metern Tiefe ein etwa hausgroßer Hohlraum ausgespült, rund 500 Kubikmeter groß. Mittlerweile wird übertägig Technik installiert. Ab dem Spätsommer will EWE den Testbetrieb starten.
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Auch Uniper und RWE arbeiten an Speicheranlagen
Auch Deutschlands größter Speicherbetreiber Uniper arbeitet an einer Pilotanlage. Sie soll im niedersächsischen Krummhörn entstehen und 1.000 Kubikmeter groß werden. Dort läuft noch das Genehmigungsverfahren, doch noch dieses Jahr soll die Kaverne errichtet werden. Auch Uniper will seine Erfahrungen später auf große Speicher übertragen.
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Der Energiekonzern RWE will von Anfang an große Kavernen kommerziell nutzen. Dazu sollen im nordrhein-westfälischen Gronau-Epe bis Ende 2026 ein Kavernenspeicher sowie eine bereits ausgesolte Kaverne fit gemacht werden für Wasserstoff. Das Speichervolumen soll bei 28 Millionen Kubikmetern liegen. Der kommerzielle Betrieb ist laut RWE frühestens 2027 möglich. Aber wie groß müssen die Speicherkapazitäten sein für eine Belieferung der Industrie mit grünem Wasserstoff?
Wirtschaftsministerium: Kapazität von bis zu 74 Terawattstunden nötig
Langfristszenarien des Bundeswirtschaftsministeriums gehen davon aus, dass zur Umsetzung der Energiewende bis 2045 Wasserstoffspeicher mit einer Kapazität von 72 bis 74 Terawattstunden gebraucht werden. Ines-Studien zufolge kann durch den aktuellen Bestand an Gasspeichern jedoch nur eine Speicherkapazität von 32 Terawattstunden bereitgestellt werden.
Zur Umsetzung der Energiewende gemäß den Langfristszenarien bedarf es also mehr als einer Verdoppelung der heute für Wasserstoff nutzbaren Speicherpotenziale. Allerdings ist in Deutschland laut dem Verband Ines bislang kein einziger kommerzieller Wasserstoffspeicher im Betrieb.
Quelle: Helge Toben, dpa