CHESS – Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur in der Wesermarsch

CHESS – Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur in der Wesermarsch

PROJEKTE

CHESS – Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur in der Wesermarsch

Im Rahmen des Projektes CHESS (Compressed Hydrogen Energy Storage Solution) in Huntorf (Landkreis Wesermarsch) wollen EWE und Uniper gemeinsam ihre jeweilig vorhandene Gas- und Strominfrastruktur umrüsten. Ziel ist es, vor Ort eine neue Wasserstoffinfrastruktur schnell, effizient und kostensparend aufzubauen.

News (06.09.2023): Photovoltaikanlagen in Elsfleth (300 MWp) soll Wasserstofferzeugung ermöglichen

Im Rahmen des „CHESS“-Projektes geht es voran: Am 18. August wurden die rechtlichen Rahmenbedingungen für die Errichtung eines Solarparks in Elsfleth im Landkreis Wesermarsch geschaffen. Die Anlage soll auf einer Fläche von rund 281 Hektar errichtet werden und eine Leistung von 300 Megawattpeak umfassen. Laut Planungen wird der Solarpark eine wichtige Rolle im Projekt CHESS einnehmen, das Uniper gemeinsam mit EWE umsetzt. Mehr erfahren

Im Rahmen des gemeinsamen Vorhabens CHESS soll über das vorhandene Stromnetz regional produzierter Strom aus Wind und Sonne zur grünen Wasserstofferzeugung in einen 30-Megawatt-Elektrolyseur geleitet werden. Diesen bauen EWE und Uniper gemeinsam in einem geplanten Joint Venture. Beim Elektrolyse-Verfahren wird Wasser mit Hilfe von Strom in Wasserstoff aufgespalten. Nutzt man dafür grünen Strom, entsteht grüner Wasserstoff. Dieser Wasserstoff kann anschließend über das Gasnetz direkt zu den Verbrauchern transportiert werden.

Wasserstofferzeugung und Wasserstoffspeicherung zusammengedacht

Zusätzlich zur Erzeugung und zum Transsport des grünen Wasserstoffs soll im Rahmen von CHESS die Brücke zu einem weiteren EWE-Projekt realisiert werden: Die Anbindung der Wasserstoffinfrastruktur an einen unterirdischen Kavernenspeicher von EWE in Huntorf mit dem Ziel, grünen Wasserstoff zu speichern und ihn bedarfsgerecht zur Verfügung zu stellen.

Dieses Speicherprojekt ist Teil eines verbindenden Großprojektes mit dem Namen „Clean Hydrogen Coastline“. Es bringt Erzeugung, Transport, Speicherung und Nutzung von grünem Wasserstoff in Industrie und Schwerlastverkehr zusammen. Mit diesem Großprojekt hatte sich EWE im Februar 2021 im Rahmen des europäischen IPCEI-Programmes (Important Project of Common European Interest) für eine Förderung beworben und im Mai 2021 die zweite Stufe des Verfahrens erreicht. Aktuell wird die Förderung auf europäischer Ebene geprüft.

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Die Anbindung des EWE-Uniper-Projektes CHESS an den Kavernenspeicher in Huntorf schafft einige Synergien:

  • Die Wasserstofferzeugung kann netzdienlich erfolgen, d.h. bei viel Wind oder Sonne und geringem Energiebedarf der Verbraucher kann Energie in sehr großen Mengen für Zeiten mit „Flauten“ gespeichert und später wieder genutzt werden. Saisonale Unterschiede der Wind- und Sonnenverhältnisse können somit abgefangen werden.
  • Wasserstoff bedarfsgerecht zur Verfügung zu stellen, verbessert die Versorgungsicherheit der Wasserstoffnutzer. Durch die großskalige Wasserstoffspeicherung wird dies möglich.
  • Der Kavernen-Standort in Huntorf bietet Potenzial für einen Ausbau der Wasserstofferzeugung. Je nach Ausbaugeschwindigkeit der regionalen Wasserstoffwirtschaft wäre es möglich, die Elektrolyseleistung schrittweise bis in den Gigawatt-Maßstab zu erweitern.

So soll es weitergehen

EWE und Uniper haben Anfang 2021 einen Kooperationsvertrag zur Umsetzung des Projektes CHESS unterzeichnet. Über einen gemeinsamen 30-Megawatt-Elektrolyseur sollen demnach die ersten Wasserstoffkunden ab Mitte 2026 versorgt werden. Wie schnell der darüber hinaus anschließende Ausbau der Wasserstofferzeugungskapazitäten umgesetzt werden kann, soll sich am Wasserstoffabsatz und -bedarf der Kundschaft orientieren.

Mehr zum Projekt

Uniper ist ein internationales Energieunternehmen mit rund 11.500 Mitarbeitenden in mehr als 40 Ländern. Das Unternehmen plant, in der europäischen Stromerzeugung bis 2035 CO2-neutral zu werden. Mit rund 33 Gigawatt installierter Kapazität gehört Uniper zu den größten Stromerzeugern weltweit.

© Uniper

©TU Clausthal

Mit rund 9.100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern ist die EWE AG eines der größten Versorgungsunternehmen Deutschlands, das sich im Bereich Wasserstoff auf entsprechende Infrastruktur fokussiert.

© EWE

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      Green Wilhelmshaven

      Green Wilhelmshaven

      PROJEKTE

      Green Wilhelmshaven

      Laut Nationaler Wasserstoffstrategie soll der deutsche Wasserstoffbedarf durch eine Kombination aus Eigenproduktion und dem Import von Wasserstoff aus anderen Ländern gedeckt werden. In dem Projekt Green Wilhelmshaven wird dieser Gedanke aufgegriffen, indem der Import von Wasserstoff mittels Ammoniaks im Großmaßstab ermöglicht wird, gleichzeitig jedoch auch grüner Wasserstoff per Elektrolyse vor Ort produziert wird. Hierdurch werden Kapazitäten aufgebaut, die zusammen 10-20 % des Wasserstoff-Bedarfs ganz Deutschlands im Jahr 2030 decken könnten.

      News (06.09.2023): Solarpark in Wilhelmshaven (17 MWp) soll Produktion von grünem Wasserstoff ermöglichen

      In Wilhelmshaven errichtet Uniper derzeit einen Solarpark mit einer Leistung von 17 MWp. Der Park soll an die bereits bestehend Netzinfrastruktur an einem Uniper-Standort angeschlossen werden, wodurch auch die Produktion von grünem Wasserstoff am Standort ermöglicht wird. Der Solarpark reiht sich damit in die anderen Aktivitäten im Projekt „Green Wilhelmshaven“ ein. Mehr erfahren

      Im Zentrum des Projekts von Uniper steht ein Importterminal für grünes Ammoniak in Wilhelmshaven – inklusive eines sogenannten „Ammoniak-Crackers“, der die Umwandlung von Ammoniak in grünen Wasserstoff und Stickstoff ermöglicht. Grünes Ammoniak kann gut zum Transport von Wasserstoff genutzt werden, da es neben einer hohen Energiedichte auch eine gute Lagerbarkeit besitzt.

      Bevor das grüne Ammoniak in Deutschland in Wasserstoff umgewandelt werden kann, muss es im exportierenden Land zunächst jedoch per katalytischer Synthese aus Stickstoff und grünem Wasserstoff hergestellt werden. Anschließend kann es aufgrund der guten Transportfähigkeit z.B. per Schiff nach Wilhelmshaven verschifft und im Ammoniak-Cracker (in der NH3-Spaltanlage) schließlich wieder in grünen Wasserstoff umgewandelt werden. Die Herstellung des Ammoniaks vor dem Transport und die Wiederumwandlung zu Wasserstoff in Deutschland bedeuten jedoch Verluste, die den Gesamtwirkungsgrad reduzieren. Aufgrund der guten Transporteigenschaften kann das grüne Ammoniak aber entscheidend dazu beitragen, die Versorgungssicherheit mit grünem Wasserstoff deutlich zu erhöhen. Die Anlage in Wilhelmshaven soll die erste skalierte Anlage dieser Art in Deutschland werden.

      Quelle: Uniper

      Zusätzlich ist im Projekt „Green Wilhelmshaven“ eine Elektrolyse-Anlage in einer Größenordnung von etwa einem Gigawatt geplant. Der erzeugte grüne Wasserstoff soll insbesondere der Versorgung der lokalen Industrie dienen, kann aber auch ins Netz eingespeist werden. Zusammen mit der Wasserstoff-Produktion im „Ammoniak-Cracker“ können laut Planungen schließlich 300.000 Tonnen Wasserstoff erzeugt werden – was ca. 10-20 % des vorgesehenen Wasserstoff-Bedarfs Deutschlands im Jahr 2030 entspricht.

      In dem Projekt „Green Wilhelmshaven“ können zudem infrastrukturelle Vorteile der Region genutzt werden, da mit den Salzkavernen in Etzel oder Krummhörn die großtechnische Speicherung von Wasserstoff möglich ist.

      Mehr zu dem Projekt gibt es hier.

      Über Uniper

      Uniper ist ein internationales Energieunternehmen mit rund 11.500 Mitarbeitenden in mehr als 40 Ländern. Das Unternehmen plant, in der europäischen Stromerzeugung bis 2035 CO2-neutral zu werden. Mit rund 33 Gigawatt installierter Kapazität gehört Uniper zu den größten Stromerzeugern weltweit.

      © Uniper

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        Endlos-Energie-Zentrum Schaumburg

        Endlos-Energie-Zentrum Schaumburg

        PROJEKTE

        ©EEZ-Schaumburg

        Deutschlands größtes vollständig autarkes Bürogebäude in der Planungsphase. ©EEZ-Schaumburg

        Endlos-Energie-Zentrum Schaumburg

        Am 23. August 2021 übergab der niedersächsische Umweltminister Olaf Lies in Bückeburg den Förderbescheid über rund 1,77 Mio. Euro für den Bau von Deutschlands größtem energieautarken Bürogebäude, dem Endlos-Energie-Zentrum (EEZ) Schaumburg. Das Gebäude wird mit einer Photovoltaik-Anlage sowie Batteriespeicher ausgestattet. Um die ganzjährige Versorgung mit Strom und Wärme für eine Nutzfläche von 1090 m² auf drei Etagen sicherzustellen, werden zusätzlich ein Elektrolyseur, eine Brennstoffzelle sowie ein Wasserstoffspeicher installiert. Damit ist das EEZ das erste vollständig autarke Bürogebäude in Deutschland. 

        ©EEZ-Schaumburg

            Ansicht des geplanten Endlos-Energie-Zentrums in Bückeburg. ©EEZ-Schaumburg 

        News (04.09.2023): Erster Spatenstich für das Endlos-Energie-Zentrum Schaumburg

        Vor etwa zwei Jahren wurde ein Förderbescheid über rund 1,77 Millionen Euro für den Bau des Endlos-Energie-Zentrums (EEZ) Schaumburg vergeben – nun wurde der erste Spatenstich gesetzt. Die Bauzeit des Gebäudes, in dem Büro-, Seminar- und Lagerflächen vermietet werden sollen, werde laut Planungen rund 1,5 Jahre betragen. Mehr erfahren

        Die Batterie dient als kurzfristiger Zwischenspeicher für Leistungsspitzen, sowohl bei der Erzeugung, als auch beim Strombedarf. Als Langzeitspeicher dient Wasserstoff. Dieter Ahrens, Geschäftsführer der EEZ GmbH & Co. KG: „Ich bin überglücklich und hoch motiviert nun endlich loslegen zu können. Mit diesem Projekt wollen wir zeigen, wie Photovoltaik in der Lage ist, die Energieversorgung über das ganze Jahr sicher zu liefern.“ Gleichzeitig ist das Projekt ein gutes Beispiel für alltagstaugliche Sektorenkopplung, denn die hohe Leistung der Photovoltaikanlage ermögliche zusätzlich den Betrieb von Ladensäulen für Elektrofahrzeuge. „Wir sehen hier ein tolles Beispiel für den Arbeitsplatz von morgen – und das erste dieser Größe in ganz Deutschland. Das Endlos-Energie-Zentrum zeigt: Schon jetzt kann ein Gebäude vollständig aus Erneuerbaren Energien und komplett autark versorgt werden. Eine Chance für den Klimaschutz, die wir auch künftig bei anderen Gebäuden nutzen möchten“, sagte Niedersachsens Umweltminister Olaf Lies.

        Das Projekt in Zahlen
        • Mit 1090m² ist das Endlos-Energie-Zentrum das bisher größte energieautarke Bürogebäude Deutschlands.
        • Auf dem Dach wird eine Photovoltaikanlage mit einer Nennleistung von 227 kWp und einem erwarteten Jahresertrag von 171.000 kWh installiert (diese ist nicht Teil der Förderung).
        • Der Batterie-Stromspeicher hat eine Nennkapazität von 431 kWh.
        • Der Elektrolyseur hat eine Leistungsaufnahme von 3,15 kW bis 27,53 kW und eine Produktion von 0,5 bis 5 Nm³ Wasserstoff pro Stunde.
        • PEM-Brennstoffzelle mit einer elektrischen Leistung von max. 10 kW und einer thermischen Leistung von max. 9 kW.
        • Errechneter Wasserstoffbedarf für die ganzjährige Versorgung: 28.000 kWh.
        • Der Wasserstoffspeicher umfasst 95 cbm bei max. 45 bar Druck + 24 cbm bei max. 300 bar Druck inkl. Verdichtereinheit.
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        Partner

        Die Firma Ahrens Solar- und Dachtechnik GmbH mit Sitz in Bückeburg ist ein Spezialist für Dächer und Photovoltaik-Anlagen.

        Logo: ©Ahrens Solar- und Dachtechnik GmbH

         

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          Energiemodul der Zukunft

          Energiemodul der Zukunft

          PROJEKTE

          ©SEH/creanovo - motion & media design GmbHQuelle: NWN/Rainer Jensen

          Das Technologiezentrum Nordenham wird im Rahmen des Projektes durch Erneuerbare Energien versorgt.

          Energiemodul der Zukunft

          Für eine erfolgreiche Transformation und Energiewende braucht es qualifizierte Fachkräfte – sei es in der Planung, im Handwerk oder in der Industrie. Im Rahmen des Projekts „Energiemodul der Zukunft“ (EmZ) will das Technologiezentrum Nordenham daher jungen Menschen aufzeigen, welche Anforderungen im Bereich der Erneuerbaren Energiesysteme bestehen und exemplarisch darstellen, wie die Energieversorgung des Technologiezentrums auf Erneuerbare umgestellt werden kann. Hierzu soll auch Wasserstoff zum Einsatz kommen, wofür das Projekt vom Land Niedersachsen gefördert wird.

          Die Stadt Nordenham und der Landkreis Wesermarsch haben 2009 die Zukunftszentrum Technologie Nordenham-Wesermarsch GmbH (ZTNW GmbH) gegründet, um in Nordenham ein Technologiezentrum (TZN) zu errichten und zu betreiben. Dieses wurde 2011 fertiggestellt und soll nun im Rahmen des Projekts „Energiemodul der Zukunft“ verstärkt durch Erneuerbare Energien versorgt werden.

          Um die Energiewende im Technologiezentrum Nordenham erfolgreich umzusetzen, werden im ersten Schritt mit eigenen Mitteln (außerhalb der Förderung) zwei PV-Anlagen mit je ca. 120 kWp installiert. Die PV-Anlagen haben dabei insbesondere die Aufgabe, einen Teil des eigenen Betriebes mit erneuerbarem Strom zu versorgen. Überschüssige Energie soll zunächst in einem Kurzzeit-Batteriespeicher zwischengespeichert werden – ist dieser vollgeladen, wird weitere überschüssige Energie in einen Elektrolyseur geleitet. Bei der anschließenden Elektrolyse soll das PEM-Verfahren (Protonen-Austausch-Membran) zur Anwendung kommen, um möglichst dynamisch auf Lastwechsel reagieren zu können. Die aus Wasser gespaltenen Anteile Wasserstoff und Sauerstoff werden nach der Elektrolyse aufbereitet und anschließend in Druckgastanks und Flaschenbündel (16er Bündel) gespeichert. Im Bedarfsfall kann der Wasserstoff anschließend mittels Brennstoffzelle für die Versorgung des Betriebs genutzt werden. Der Sauerstoff soll dabei als Oxidationsmittel zum Einsatz kommen. Am Technologiezentrum Nordenham soll die Eigenverbrauchsquote von erneuerbaren Energien durch die verschiedenen Maßnahmen deutlich erhöht werden. Sollte darüber hinaus überschüssiger elektrischer Strom anfallen, wird dieser in das Stromnetz der EWE eingespeist. Auch das notwendige Wasser für die Elektrolyse wird nicht aus dem Standard-Wasseranschluss entnommen, sondern aufgefangenes Regenwasser der Hallendächer genutzt. Dieses wird in Behältern aufgefangen und durch Umkehrosmose zu Reinstwasser aufbereitet. „Das ist für uns ein weiterer wichtiger Teil für die Ressourcenschonung über den gesamten Prozess“, so Dieter Sichau, Geschäftsführer des Technologiezentrums Nordenham.

          Quelle: AdobeStock

          Ein weiterer Baustein des Projekts liegt in der sogenannten „PtX-Technologie“ (Power to X). Hierbei wird der erneuerbare Strom zunächst dazu genutzt, Wasserstoff herzustellen. Anschließend kann dieser z.B. durch Methanisierung für verschiedene Anwendungszwecke aufbereitet werden – so u.a. als Rohstoff für die chemische Industrie (Power to Chemicals), als Antriebsenergie von Fahrzeugen, Schiffen und Flugzeugen (Power to Fuels) oder für die Rückverstromung mit Brennstoffzellen. Da der Wirkungsgrad aufgrund der Umwandlungen verringert wird, soll ein zusätzlich integrierter Wärmetauscher die Abwärme der Brennstoffzelle nutzen, um einen Beitrag zur Gebäudeerwärmung leisten zu können. Hierdurch kann der Gesamtwirkungsgrad erhöht werden.

          Schließlich ist geplant, exemplarisch eine weitere Einsatzmöglichkeit für den erzeugten Wasserstoff im Mobilitätsbereich zu schaffen. So soll der Wasserstoff – mittels einer Brennstoffzelle, Batteriespeicher und Elektromotor – bei einem kleinen Sportboot und einem Gabelstapler zum Einsatz kommen.

          Im Rahmen des Projekts soll es während der jeweiligen Maßnahmen und Schritte zudem für Studierende die Möglichkeit geben, Bachelor- oder Masterarbeiten zu verfassen. Auch Schülerinnen und Schüler der weiterführenden Schulen sowie Auszubildende sollen die praktische Demonstration des Anlagenbetriebs erläutert bekommen, damit die neuen Technologien allen Interessierten nähergebracht werden.  Hiermit soll dem Ziel des Technologiezentrums nachgekommen werden, junge Menschen praxisnah Wissen zum Energiesystem der Zukunft zu vermitteln.

          Durch das Projekt können wir den erzeugten PV-Strom im Technologiezentrum Nordenham vollständig selbst verwenden, ohne in Spitzenzeiten die Netze zu belasten und in sonnenärmeren Zeiten den Mischstrom aus dem Netz beziehen zu müssen. Damit tragen wir zur Steigerung der Leistungsfähigkeit des Technologiezentrums Nordenham bei und zeigen exemplarisch, wie die Umstellung des Energiesystems gelingen kann. Hierdurch steigt auch die Attraktivität des Technologiezentrums als Experimentierfeld und Reallabor im Bereich der Energiesysteme für die Herstellung von Wasserstoff und zur Weiterverarbeitung zu synthetischen Stoffen.

          Dieter Sichau

          Technologiezentrum Nordenham

          Partner

          ©Jade HS

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            Im Gespräch mit Boris Richter

            Im Gespräch mit Boris Richter

            ©STORAG ETZEL

            Beim Projekt H2Cast in Etzel, Niedersachsen, wird die Speicherung von Wasserstoff in Salzkavernen getestet, die zuvor für Erdgas genutzt wurden. 

            Der Schlüssel für Versorgungssicherheit: Energiespeicher

            Fast täglich berichteten die Medien vergangenen Winter von den Füllständen deutscher Gasspeicher. Erstmals kam das Thema Speicher und ihre Bedeutung ins Bewusstsein der Bevölkerung. Insbesondere Für die Energiewende sind Speicher von enormer Bedeutung. Allein im Jahr 2021 wurden 5,8 TWh Erneuerbare Energien abgeregelt, um das Netz nicht zu überlasten. Das entspricht dem jährlichen Stromverbrauch von mehr als 1,5 Mio. Haushalten.

            Im Gegensatz zu Strom kann Wasserstoff kostengünstig und vor allem langfristig gespeichert werden. Speicher spielen für die künftige Energieversorgung deshalb eine wichtige Rolle. Darüber sprachen wir für diese Ausgabe zum Thema Speicher mit Boris Richter, Geschäftsführer der STORAG ETZEL GmbH, dem größten unabhängigen Betreiber von Kavernenspeichern in Deutschland.

            NWN: Aktuell speichern wir in Deutschland große Mengen Gas in unterirdischen Kavernen für den Winter. Künftig wollen wir weg vom Erdgas bzw. LNG und möglichst viele Prozesse elektrifizieren. Brauchen wir die Kavernenspeicher dann noch in ihrem aktuellen Umfang?

            Boris Richter: Die Kavernen haben die Aufgabe Energie, z.B. in Form von Gas zu speichern. Genau dann, wenn Energie in großen Mengen, z.B. im Winter aus dem Fernleitungsnetz entnommen werden, unterstützen die Speicher und decken die Bedarfsspitzen durch Ausspeichern von Gas zusätzlich ab. Die Speicher haben eine Pufferfunktion. Ein Import von Energie, z.B. über den Seeweg per LNG-Tanker erfolgt ja auch diskontinuierlich, also punktuell über eine kurze Zeit. Damit sind Kavernenspeicher zusätzlich gefordert und müssen ihre Funktion erfüllen.

            Aus dem erneuerbaren Strom von der Nordsee will man künftig Wasserstoff herstellen, der dann z.B. in Etzel gespeichert werden kann. Warum speichern wir den erneuerbaren Strom nicht direkt in großen Batterien und speisen den Strom später ins Netz, wenn wir ihr benötigen?

            BR: Rein vom Wirkungsgrad macht es absolut Sinn, die Elektronen direkt zu speichern. Allerdings sind Akkumulatoren derzeit viel zu klein in ihrer Kapazität. Eine Gaskaverne mit Methanmolekülen kann eine Terrawattstunde Energie speichern. Damit kann eine kleine Stadt problemlos mit Energie für ein ganzes Jahr versorgt werden. In Etzel sind aktuell 51 Gaskavernen in Betrieb.

             

            Wasserstoff lässt sich auch überirdisch in mobilen Tanks speichern. Wo ist der Vorteil der unterirdischen Speicherung?

            BR: Das Volumen einer Kaverne ist sehr viel größer als ein gewöhnlicher Tank. Im Schnitt sind die Kavernen in Etzel zwischen 300.000 m³ und 600.000 m³ groß. Das Gasmedium kann mit bis zu 200 bar komprimiert und somit viele Millionen Kubikmeter Gas in eine Kaverne gespeichert werden. Man würde viele hunderte Tanks an der Oberfläche und damit enorm viel Fläche benötigen.

             

            Künftig wollen Sie in Etzel auch Wasserstoff speichern. Im Projekt H2Cast rüstet Storag Etzel bereits eine Kaverne dafür um. Wo stehen Sie aktuell bei dem Projekt?

            BR: Aktuell haben wir einen Dichtheitstest mit Wasserstoff positiv abgeschlossen und werden im Herbst weitere Erprobungen durchführen. Es werden weitere Bauarbeiten über- und untertage durchgeführt.

            „Wir wollen den niedersächsischen Standort Etzel „H2-ready“ machen, d.h. vorbereiten auf den absehbaren Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft, der helfen wird, die deutsche Industrie zu dekarbonisieren, sprich CO2-freier und klimafreundlicher zu gestalten. Auf diese Weise wird die Versorgungssicherheit mit CO2-freier Energie in Zukunft gewährleistet. Der Standort ist dabei für Nordwesteuropa von entscheidender Bedeutung. Die Energiewende braucht ab spätestens dem Jahr 2030 diese Großspeicher, da H2-Angebot und -Nachfrage zeitlich und räumlich auseinanderliegen werden. Den Standort zukunftsfähig für nachfolgende Generationen aufzustellen, das ist unser Ziel!“

            Boris Richter

            Kaufmännischer Geschäftsführer, Storag Etzel

            Der Großteil der deutschen Vorhaben für Wasserstoffspeicherung liegt in Niedersachsen. Warum gibt es insbesondere hier so viele Speicher?

            BR: Kavernen sind bergmännisch angelegte, also künstliche Hohlräume in Salzformationen. Man benötigt demzufolge neben der Technologie auch einen Lagerstättenkörper aus Salz. Gewöhnlicherweise sind dies Salzstöcke oder Salzkissen. Diese Salze sind vor ca. 270 Millionen Jahre im Erdzeitalter des Perms entstanden. Ein Meer ist in mehreren Schritten ausgetrocknet und Restbestandteile des Meeres, weitestgehend das Salz, hat sich abgelagert. Das damalige Meer entstand aufgrund einer Beckenstruktur, eben im norddeutschen Becken. Damit haben wir den örtlichen Bezug auch gleich hergestellt. Denn ca. 70 Prozent der Salzvorkommen an Land liegen bezogen auf Deutschland in Norddeutschland und weitestgehend in Niedersachsen. Deshalb gibt es hier in Niedersachsen viele Kavernenspeicher, weil eben viel Salz unter unseren Füßen vorhanden ist.

             

            Was sind die größten Herausforderungen bei der unterirdischen Speicherung von Wasserstoff?

            BR: Wir müssen viele technische, aber auch genehmigungsrechtlichen Fragen beantworten. An aller erster Stelle stehen die Sicherheit und der Schutz der Bevölkerung, unserer Mitarbeiter und unserer Anlage im Vordergrund. Da wir ein Bergbaubetrieb sind, unterliegen wir dem Bergrecht und unsere Genehmigungsbehörde ist das LBEG in Clausthal-Zellerfeld. Das Bergamt ist unsere Aufsichtsbehörde und prüft sehr gewissenhaft unsere Anträge.

             

            Über H2Global soll Ende 2024 erstmals grüner Wasserstoff nach Deutschland importiert werden. In den kommenden Jahren gehen die ersten Großelektrolyseure ans Netz. In Niedersachsen werden bald große Menge Wasserstoff entstehen und anlanden. Bis wann brauchen wir funktionsfähige Wasserstoffspeicher?

            BR: Wir gehen davon aus, dass ab 2027/2028 Wasserstoffspeicher benötigt werden und der Markthochlauf für Wasserstoff erfolgt. Dies bedeutet aber auch, dass die Kavernenspeicher auch entsprechend mit Wasserstoffleitungen angeschlossen sind. Die Infrastruktur dafür muss aufgebaut sein, sonst funktionieren Speicher nicht. Die Leitungen sind sowas wie Lebensadern, in denen die Energie transportiert wird.

             

            In unserem künftigen Energiesystem aus Erneuerbaren Energien müssen wir große Mengen Wasserstoff einspeichern, um Versorgungssicherheit gewährleisten zu können. Angenommen wir rüsten alle bestehenden Kavernenspeicher um – reichten die aktuellen Kapazitäten für den künftigen Speicherbedarf überhaupt aus?

            BR: Wenn für die Industrie komplett Erdgas durch Wasserstoff ersetz werden soll und wir davon ausgehen, dass dies über Dekaden erfolgt, dann wird der derzeitige Speicherhohlraum nicht ausreichen. Denn betrachtet man das energetisch, so hat Wasserstoff fast viermal weniger Energie als Erdgas. Bedeutet also, um dieselbe Energie zu speichern, bedarf es viermal mehr Speichervolumen. Man bedenke auch, dass neben dem Wasserstoffspeicherbedarf auch noch der Speicherhohlraum, wenn auch abnehmend für Erdgas bereitgestellt werden muss.

             

            Über welche Größenordnung sprechen wir beim künftigen Speicherbedarf?

            BR: Aktuelle Studien sehen den Speicherbedarf für Wasserstoff im Jahr 2050 bei 74 Terrawattstunden.

             

            Wie lange wird es dauern, entsprechende Kapazitäten aufzubauen?

            BR: In Etzel benötigen wir ca. zwei bis vier Jahre, um bestehende Kavernen für die Wasserstoffspeicherung umzurüsten und etwas länger, um an 24 neu geplanten Lokationen neue Wasserstoffkavernen im Salzstock zu errichten. Die bergrechtlichen Genehmigungen, um neue Kavernen zu bauen haben wir bereits. Den Nachweis, dass Wasserstoff problemlos in Kavernen gespeichert werden kann, erbringen wir die kommenden Jahre mit unseren Partnern im H2CAST Forschungsprojekt. Das Projekt ist durch das Land Niedersachsen und den Bund gefördert.

             

            Vielen Dank, Herr Richter. 

            Clean Hydrogen Coastline

            Im Zuge des Projekts „Clean Hydrogen Coastline“ wollen Industriepartner in der Region Nordwest 400 Megawatt Elektrolysekapazität bis zum Jahr 2026 aufbauen.

            Green Octopus Mitteldeutschland (GO!)

            Das Projekt Green Octopus Mitteldeutschland „GO!“ von ONTRAS Gastransport und VNG Gasspeicher soll u.a. die Stahlregion Salzgitter und das Helmstedter Revier mit dem ostdeutschen Wasserstoffnetz und dem künftigen Wasserstoffspeicher in Bad Lauchstädt verbinden. Hierzu werden Leitungen von insgesamt rund 305 Kilometern Länge für den Wasserstofftransport umgestellt bzw. neu errichtet.

            Wasserstoffspeicher in Krummhörn

            In Krummhörn testet Uniper die Konstruktion und den Betrieb eines unterirdischen Wasserstoffspeichers.

            Wasserstofftrocknung durch Absorption

            Bilfinger entwickelt aktuell in Cloppenburg eine Demonstrationsanlage zur Wasserstofftrocknung. Die Trocknung ist nötig, um den Wasserstoff nach der Speicherung (z.B. in Kavernen) wieder verstromen oder ins Netz einspeisen zu können.

            H2Marsch

            Der Zugang zu Wasserstoff wird sukzessive zu einem zentralen Standortfaktor. In der Region Wesermarsch hat sich daher die Allianz „H2Marsch“ gebildet, welche die Versorgung der Region mit Wasserstoff sicherstellen will. Hierdurch sollen nicht nur 6.000 Arbeitsplätze gesichert, sondern perspektivisch auch 240.000 Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr reduziert werden.

            Sektorenkopplung für den Eigenbedarf

            Sektorenkopplung für den Eigenbedarf – das Pilotprojekt KRUH2 der OGE stellt diesen Aspekt bei der Wasserstoffproduktion, Speicherung und Nutzung in den Fokus.

            CHESS – Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur in der Wesermarsch

            Im Rahmen des Projektes CHESS (Compressed Hydrogen Energy Storage Solution) in Huntorf (Landkreis Wesermarsch) wollen EWE und Uniper gemeinsam ihre jeweilig vorhandene Gas- und Strominfrastruktur umrüsten. Ziel ist es, vor Ort eine neue Wasserstoffinfrastruktur schnell, effizient und kostensparend aufzubauen.

            Green Wilhelmshaven

            In dem Projekt Green Wilhelmshaven wird der Import von Wasserstoff mittels Ammoniaks im Großmaßstab ermöglicht; gleichzeitig jedoch auch grüner Wasserstoff per Elektrolyse vor Ort produziert. Hierdurch werden Kapazitäten aufgebaut, die zusammen 10-20% des Wasserstoff-Bedarfs ganz Deutschlands im Jahr 2030 decken könnten.

            Endlos-Energie-Zentrum Schaumburg

            In Bückeburg entsteht auf drei Etagen mit rund 1000m² das größte, und das bisher einzige vollständig autarke Bürogebäude in Deutschland.

            Energiemodul der Zukunft

            Für eine erfolgreiche Transformation und Energiewende braucht es qualifizierte Fachkräfte – sei es in der Planung, im Handwerk oder in der Industrie. Im Rahmen des Projekts „Energiemodul der Zukunft“ (EmZ) will das Technologiezentrum Nordenham daher jungen Menschen aufzeigen, welche Anforderungen im Bereich der Erneuerbaren Energiesysteme bestehen und exemplarisch darstellen, wie die Energieversorgung des Technologiezentrums auf Erneuerbare umgestellt werden kann. Hierzu soll auch Wasserstoff zum Einsatz kommen, wofür das Projekt vom Land Niedersachsen gefördert wird.

            Wasserstoffspeicher in Etzel

            Wasserstoffspeicher in Etzel

            PROJEKTE

            ©STORAG ETZEL

            In Etzel untersuchen Experten im Verbundvorhaben H2CAST, ob die lokalen Salzstöcke zur Speicherung großer Mengen Wasserstoffs geeignet sind. ©STORAG ETZEL

            SALZKAVERNEN ALS WASSERSTOFFSPEICHER

            Energiespeicher spielen eine zentrale Rolle für die Versorgungssicherheit. In Niedersachsen gibt es unterirdische Salzkavernen, die bisher als Öl- und Gasspeicher genutzt wurden. Ob diese auch als Speicher für Wasserstoff fungieren können und welche Umbauten dazu gegebenenfalls notwendig sind, untersucht jetzt das Verbundprojekt H2CAST in Etzel. Das Vorhaben wird finanziell vom Niedersächsischen Ministerium für Umwelt, Energie, Bauen und Klimaschutz unterstützt.

            News (05.12.2023): Zwei Kavernen für den Testbetrieb zur Wasserstoffspeicherung umgerüstet

            Zwei Kavernen sind jetzt für den Testbetrieb zur Wasserstoffspeicherung umgerüstet. In den kommenden Wochen werden noch finale Tests zur Dichtigkeit durchgeführt. Sind diese erfolgreich, werden ab der zweiten Jahreshälfte 2024 bis zu 80 Tonnen Wasserstoff im Testbetrieb gespeichert. Mehr dazu hier.

            News (23.10.2023): Arbeiten zur Umrüstung der Kavernen für die Wasserstoffspeicherung haben planmäßig begonnen

            Die Umrüstung der zwei Kavernen hat erfogreich gestartet. „In eine Kaverne wird in die Zugangsbohrung eine Gasspeicherkomplettierung und ein Solependelstrang eingebaut. Zudem wird ein neuer für Wasserstoff geeigneter Kavernenkopf aufgebaut.“ Das Einspeisen von 80 Tonnen H2 soll im Sommer 2024 beginnen, nachdem weitere erfolgreiche Tests abgeschlossen sind. Ab 2026 soll der Standort „H2-Ready“ sein. Mehr Infos hier.

            News (17.02.2023): Erfolgreicher Abschluss des ersten Dichtheitstests mit Wasserstoff an Kaverne in Etzel

            Im Rahmen des Forschungsprojektes H2CAST hat STORAG ETZEL gemeinsam mit Projektpartnern den ersten Gasdichtheitstest mit Wasserstoff an einer Kavernenbohrung erfolgreich abgeschlossen.

            In Vorbereitung auf den Test und während der Testphase wurden umfangreiche Materialuntersuchungen durchgeführt. Insgesamt brachte das Team mehrere tausend Normkubikmeter gasförmigen Wasserstoff aus nachhaltiger, „grüner“ Produktion in die Bohrung ein. Der Testzeitraum war mit über zwei Monaten deutlich länger, als es bei vergleichbaren Dichtheitstests unter Stickstoff der Fall ist. Mehr

            News (17.01.2023): Gasunie wird Partner im Projekt H2CAST Etzel

            Wie STORAG ETZEL und Gasunie am 17.01.2023 bekanntgaben, wird Gasunie Konsortialpartner im Projekt „H2CAST Etzel“. Im Rahmen des Projekts soll gemeinsam mit Projektpartnern die Wasserstoffspeicherung in den Etzeler Salzkavernen ermöglicht werden. Hierzu werden in einem ersten Schritt zwei bestehende Salzkavernen für die H2-Speicherung ertüchtigt und durch eine oberirdische Anlage verbunden. Gasunie wird für diese Obertage-Anlage verantwortlich sein. Das Pilotprojekt soll im Jahr 2026 abgeschlossen werden.

            In über 750 Meter Tiefe des massiven Salzstocks Etzel lagern Gas und Erdöl in sogenannten Kavernen. Diese sind künstlich erstellte Hohlräume im Untertagebau. Das Wasserstoff-Forschung & Entwicklungsprojekt H2CAST Etzel soll aufzeigen, dass diese Kavernen nicht nur Öl und Gas, sondern auch große Mengen Wasserstoff speichern können. Die vorhandenen Kavernen sollen dann bis zu 22.5 TWh Wasserstoff vorhalten. Ein ausgeklügeltes Pendelbetriebssystem zwischen zwei Kavernen soll u.a. helfen das Speichervolumen sowie den Druck variabel anzupassen. Das Projekt im industriellen Maßstab könnte wegweisend für viele weitere Salzkavernen in Europa sein.

            H2CAST ist die Abkürzung für H2 Cavern Storage Transition, und steht für die Umrüstung bestehender Kavernen und Anlagen für die Speicherung von Wasserstoff.

            Boris Richter, STORAG ETZEL

            „Wir wollen den niedersächsischen Standort Etzel „H2-ready“ machen, d.h. vorbereiten auf den absehbaren Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft, der helfen wird, die deutsche Industrie zu dekarbonisieren, sprich CO2-freier und klimafreundlicher zu gestalten. Auf diese Weise wird die Versorgungssicherheit mit CO2-freier Energie in Zukunft gewährleistet. Der Standort ist dabei für Nordwesteuropa von entscheidender Bedeutung.

            Die Energiewende braucht ab spätestens dem Jahr 2030 diese Großspeicher, da H2-Angebot und -Nachfrage zeitlich und räumlich auseinanderliegen werden. Den Standort zukunftsfähig für nachfolgende Generationen aufzustellen, das ist unser Ziel!“

            Christian Rode, EKB Storage

            Christian Rohde ergänzt, „dass äußerst flexible, großvolumige Untertagespeicher für die Energiewende von essenzieller Bedeutung sind, da sie als variabler Puffer die Lieferketten sichern und zwischen Wasserstoff-Produktion oder

            -Import und den Verbrauchern am Markt dienen. Der Standort Etzel ist dabei besonders prädestiniert durch seine bestehende infrastrukturelle Bedeutung.“

            Olaf Lies, Energieminister

            „Wasserstoff wird fester Bestandteil der künftigen Energiewirtschaft. Ohne Speicher wird das nicht gelingen. Mit H2CAST Etzel fördern wir ein Pilotvorhaben im industriellen Maßstab. Dazu hat sich ein kompetentes und erfahrenes Projektkonsortium aus Wirtschaft und Wissenschaft zusammengetan. Besonders ist, dass erstmals hier in Niedersachsen vorhandene Kavernen, die für Öl- und Gasspeicherung vorgesehen sind, für Wasserstoff umgewidmet werden sollen. Auch der beabsichtigte Sole- Pendelbetrieb wurde so noch nicht umgesetzt. Das Pilotprojekt ist auch Startpunkt für eine mögliche lokale Wertschöpfungskette. Wir schaffen Wissen, das auch andernorts gefragt sein dürfte. Mit der Förderung sorgen wir mit dafür, dass wir auch in Zukunft eine gesicherte Energieversorgung haben werden, letztlich ohne Öl- und Erdgas, und lokale Wertschöpfung der Energiedrehscheibe Niedersachsen erhalten.“

            H2CAST Etzel Projektteam 

            • STORAG ETZEL (Anbieter von Kavernenspeichern)

            STORAG ETZEL baut, unterhält und vermietet am Standort Etzel in Ostfriesland untertägige Speicherkapazität für Gas und Öl. Mieter sind nationale und europäische Erdölbevorratungs-Organisationen und internationale Unternehmen aus der Energiebranche. Unter anderem lagert in Etzel ein Großteil der deutschen Rohölreserve.

              • Gasunie (Verantwortlich für die Obertage-Anlage)

              Gasunie ist ein europäisches Energie-Infrastrukturunternehmen. Das Netz von Gasunie ist eines der größten Hochdruck-Pipelinenetze in Europa und umfasst über 17.000 Kilometer Rohrleitungen in den Niederlanden und Norddeutschland. Mit ihrer grenzüberschreitenden Gasinfrastruktur und ihren Dienstleistungen ermöglicht Gasunie den TTF, der sich zum führenden europäischen Gashandelspunkt entwickelt hat. Gasunie bietet auch andere Gasinfrastrukturdienste an, darunter Gasspeicherung und LNG.

              • KBB (Planung, Bau und Betrieb von Untertagespeichern)

              Die DEEP.KBB ist wesentlich mit der Planung, dem Bau und Betrieb von Untertagespeichern im Salz zur Speicherung von Erdgas, Mineralöl, Gas- und Ölprodukten sowie mit Speicherung erneuerbarer Energien, insbesondere Druckluft und Wasserstoff befasst. Schwerpunkte: Geologie, Gebirgsmechanik, Bohr- und Komplettierungstechnik, Thermodynamik, Soltechnik, Dichtheitstests, Kavernenflutungen, Gasbefüllungen und Reservoir Engineering.

              • DLR – Institut für Vernetzte Energiesysteme

              Das Institut für Vernetzte Energiesysteme ist im Juni 2017 ins Deutsche Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) aufgenommen worden. Vorrangiges Forschungsziel der drei wissenschaftlichen Abteilungen Stadt- und Gebäudetechnologien, Energiesystemtechnik und Energiesystemanalyse ist die Entwicklung von Technologien und Konzepten zur Gestaltung der Energiewende.

              • Hartmann Valves

              Hartmann Valves ist Anbieter von Spezialkugelhähnen, Bohrlochköpfen sowie zugehörigem Service und Prüfungen, u.a. auch bei Lösungen für Anwendungen und die Untergrundspeicherung von Wasserstoff.

              • TU Clausthal

              Der Lehrstuhl für Geomechanik und multiphysikalische Systeme der TU Clausthal befasst sich mit der Standsicherheit und Dichtheit von Salzkavernen zur Speicherung von Energierohstoffen wie Erdgas und Erdöl, zur Druckluftspeicherung und zur Solegewinnung. Für die Wahrnehmung seiner Aufgaben in Forschung und Lehre verfügt der Lehrstuhl über ein umfangreich ausgestattetes Labor (z. Zt. 25 felsmechanische Prüfanlagen), einen leistungsfähigen Rechnerpool und diverse numerische Programmsysteme.

              • SOCON

              SOCON Sonar Control Kavernenvermessung ist auf die geophysikalische Vermessung von Kavernen, Bohrungen und untertägigen Hohlräumen spezialisiert.

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