Forschungsprojekt zeigt: Wasserstoffspeicherung in unterirdischen Kavernen funktioniert

© EWE / Nadine Auras

Rüdersdorf - Um Wasserstoff künftig bedarfsgerecht bereitstellen zu können, sind funktionierende Speicher erforderlich. Der Energieversorger EWE hat in einem Forschungsprojekt zusammen mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) die Speicherung von reinem Wasserstoff in einem unterirdischen Kavernenspeicher erfolgreich getestet und damit einen Meilenstein erreicht.

Der Energiedienstleister EWE hat sein Forschungsvorhaben HyCAVmobil an seinem Gasspeicherstandort Rüdersdorf bei Berlin abgeschlossen. Im Rahmen des Wasserstoff-Speicherprojektes konnten EWE und sein Partner Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) nachweisen, dass die sichere Einlagerung von Wasserstoff in einem unterirdischen Kavernenspeicher möglich ist. Zudem hat sich gezeigt, dass sich der Reinheitsgrad des Wasserstoffs durch die Speicherung in einer neu errichteten Kaverne, wie der in Rüdersdorf, nur minimal verändert. Dies ist vor allem für den Einsatz im Mobilitätsbereich wichtig.

Erkenntnisgewinn für Übertragbarkeit auf großtechnische Speicher
Seit dem Start des Forschungsvorhabens HyCAVmobil im Jahr 2019 hat EWE verschiedene Projektphasen erfolgreich abgeschlossen. Dabei gab es auch Herausforderungen, so dass das Projektteam immer wieder geplante Projektschritte anpassen musste. „Wir waren dann nach verschiedenen technischen Anpassungen allerdings umso erleichterter, als wir den ersten und wichtigsten Meilenstein, vor dem eigentlichen Bau der Einfamilienhaus großen Kaverne, erreicht hatten. Das war der erbrachte Nachweis, dass die Kavernenbohrung bis auf 1.000 Meter Tiefe dicht ist“, so Ralf Riekenberg vom EWE-Wasserstoff-Team in Rüdersdorf. Riekenberg zufolge gab es mit der Zementation zwischen dem Gebirge und der Stahl-Verrohung unerwartete und wasserstoffspezifische Herausforderungen. Jedoch konnte EWE das Problem über mehrere Dichtigkeitstests lokalisieren und beheben.

Die Erkenntnisse, die EWE aus dem Bau und dem Betrieb der 500-Kubikmeter-Testkaverne gewonnen hat, überträgt das Unternehmen jetzt auf Kavernen mit dem 1.000-fachen Volumen. „Unser Ziel ist es, großtechnische Kavernen zur Wasserstoffspeicherung zu etablieren. Allein EWE verfügt mit 37 Salzkavernen über 15 Prozent aller deutschen Kavernenspeicher, die sich zur Speicherung von Wasserstoff eignen“, erläutert der EWE-Vorstandsvorsitzende Stefan Dohler bei der Abschlusspresskonferenz in Rüdersdorf. Damit sei grüner Wasserstoff in großen Mengen speicherfähig und bedarfsgerecht nutzbar und werde zur unverzichtbaren Komponente, um die gesteckten Klimaziele zu erreichen.

EWE will Erkenntnisse auf erstes großtechnisches Vorhaben übertragen
Mit der Einlagerung von Wasserstoff in die Testkaverne und dem Betriebsstart der Speicheranlage konnte EWE anschließend Erfahrungen für die Ein- und Ausspeicherung von Wasserstoff mit unterschiedlichen Drücken sammeln. Forschende des DLR haben umfangreiche Messungen zur Gaszusammensetzung vorgenommen. Im Ergebnis zeigte sich, dass die Qualität des Wasserstoffs auch beim Ausspeichern aus der Kaverne immer noch so hoch ist, dass eine einfache Aufreinigung für die weitere Nutzung ausreicht.

„Auch für uns war es ein Gewinn, erstmals Messungen an einer realen Kaverne durchführen zu können und damit wichtiges Basiswissen für die Gestaltung der zukünftigen Wasserstoff-Infrastruktur in Deutschland bereitzustellen“, bilanziert Dr. Alexander Dyck, Abteilungsleiter Stadt- und Gebäudetechnologien am DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme.

Die Erkenntnisse aus dem Rüdersdorfer Projekt will EWE in einem nächsten Schritt auf ein erstes großtechnisches Vorhaben übertragen. Dazu soll am EWE-Kavernenstandort in Huntorf in der Wesermarsch eine Erdgaskaverne für die Speicherung von Wasserstoff umgerüstet werden. Allerdings muss laut EWE die Reinheit nach der Wasserstoffentnahme bei dieser Bestandskaverne gesondert betrachtet werden. Bisher speichert EWE in der Kaverne nämlich Erdgas, das nicht komplett aus dem Speicher herausgeholt werden kann.

Das Huntorfer Projekt ist Teil des verbindenden Großvorhabens „Clean Hydrogen Coastline“. Dieses bringt Erzeugung, Speicherung, Transport und Nutzung von grünem Wasserstoff – vor allem in der Industrie – zusammen und setzt damit die politischen Forderungen um. Für das vierteilige Großprojekt im Rahmen des europäischen IPCEI-Programmes (Important Project of Common European Interest) hat EWE im Sommer dieses Jahres die Förderbescheide von Bundeswirtschaftsminister Habeck erhalten. Derzeit ist EWE in der Detailplanung und beabsichtigt, bereits in den nächsten drei bis vier Jahren Wasserstoff einzulagern.

EWE: Fehlender politischer Rahmen gefährdet Umsetzung von H2-Speicherprojekten
EWE betont, dass für die Nachnutzung von weiteren Erdgasspeichern oder den Neubau unterirdischer Wasserstoffspeicher angesichts der notwendigen Vorlaufzeiten für die Inbetriebnahmen schnell Klarheit über die Regulatorik und die Finanzierung bestehen muss. „Niemand kann in Wasserstoffspeicher von null an komplett wettbewerblich investieren, um den Markthochlauf voranzutreiben. So, wie beim Wasserstoff-Kernnetz eine Art Anschubunterstützung nötig ist, so werden wir diese auch im Speicherbereich benötigen“, betont EWE Chef Dohler. Er fordert daher, dass der politische Rahmen mit der Verabschiedung der Wasserstoff-Speicherstrategie schnell gesteckt wird und Kernfragen, wie die Ausgestaltung des Marktrahmens, geklärt und staatlich abgesicherte Finanzierungsmechanismen sowie konkrete Finanzierungskonzepte für Speicherprojekte ausgestaltet sind.

„Bis zur Klärung des regulatorischen Rahmens gehen wir daher ins Risiko, leisten Vorarbeit und entwickeln Konzepte, wie wir unsere jetzigen Gasspeicherstandorte in Rüdersdorf, Huntorf, Jemgum und Nüttermoor für die Speicherung von Wasserstoff umbauen und diese ans Wasserstoff-Kernnetz anschließen können“, so Dohler weiter. Wenn der politische Rahmen stehe, könne EWE dann zügig Investitionsentscheidungen treffen und in die Umsetzung seiner Pläne gehen.

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