11. März 2024 | Das Energiewirtschaftliche Institut der Universität zu Köln (EWI) hat eine Analyse zu untertätigen Wasserstoffspeichern veröffentlicht. Darin zeigt das Institut Bedarfe und Potenziale sowie eine mögliche Skala von Investitions- und Betriebskosten. Das Ergebnis: Mit durchschnittlich etwa einem Euro pro Kilogramm dürfte die Speicherung rund ein Viertel der Gesamtkosten für grünen Wasserstoff ausmachen.
In die am vergangenen Dienstag (5. März) veröffentlichte Analyse „Die Bedeutung von Wasserstoffspeichern – Eine Analyse der Bedarfe, Potenziale und Kosten“ habe das Kölner Forschungsinstitut sowohl Investitions- als auch Betriebskosten einbezogen. Demnach dürften sich die Kosten für die Wasserstoffspeicherung in untertägigen Salzkavernen auf 0,66 bis 1,75 Euro pro kg belaufen. Der Preis beziehe sich auf die ausgespeicherte Wasserstoffmenge und sei abhängig von technischen und betriebswirtschaftlichen Parametern.
Bei geringer Auslastung könnten die Speicherkosten auf bis zu 3,50 Euro pro kg steigen. Werde der Wasserstoff hingegen häufiger vollständig ein- und ausgespeichert, könnten die Kosten auf ca. 0,45 Euro pro kg sinken. Bei Wasserstoff-Produktionskosten von ca. 3 bis 4 Euro pro kg im künftigen Energiesystem, die das EWI in einer seiner früheren Analysen ermittelt hatte, stelle die Speicherung mit bis zu einem Viertel der Gesamtkosten für die Wasserstoffbereitstellung somit einen relevanten Kostenfaktor dar.
Aufgrund seiner geologischen Gegebenheiten besitze Deutschland für den Betrieb von Salzkavernen (untertägigen, künstlichen Höhlen in Salzformationen) die europaweit größten Potenziale. Indes gebe es „große Spannweiten bei den prognostizierten Bedarfen“ sowie „Lücken“ in der aktuellen Regulatorik. Die von der Gesellschaft zur Förderung des Energiewirtschaftlichen Instituts an der Universität zu Köln e.V. geförderte Analyse diskutiert diese nebst weiteren Aspekten der Wasserstoffspeicherung. Dabei wird die Speicherung in porösem Gestein zugunsten einer Fokussierung auf Salzkavernen weitestgehend ausgeblendet.
Umwidmung und Neubau erforderlich
Eine Auswertung von Energiesystemszenarien für Deutschland zeige bis 2030 einen Wasserstoffspeicherbedarf von bis zu 3 TWh. Die benötigte Speicherkapazität könnte bis 2045 auf mehr als 100 TWh steigen, so das EWI. In den analysierten Studien zeige sich indes eine große Spannbreite des Bedarfs.
Abbildung: Speicherkosten (Levelized Cost of Storage) von vier Modellkavernen (MK) (© EWI)
„Salzkavernen müssten in einem künftigen Wasserstoffmarkt in Deutschland sowohl aus Systemsicht als auch hinsichtlich der Kosten eine große Rolle spielen. Ihre Speicherkosten sind mit rund 1 Euro pro kg im Vergleich zu Wasserstoffproduktions- und -importkosten durchaus relevant“, so Dr.-Ing. Ann-Kathrin Klaas, Project Lead im Bereich Energy Commodities am EWI, die die Studie mit David Schlund, Jan Hendrik Kopp und Meike Vey verfasst hat.
Salzkavernen seien aufgrund ihrer geologischen und physikalisch-chemischen Eigenschaften sowie hoher Ein- und Ausspeicherleistungen und geringer Verunreinigungen des gespeicherten Gases ideal, um Wasserstoff zu speichern. Laut der EWI-Analyse betrage die Speicherkapazität einer Salzkaverne „mit für Deutschland typischen Abmessungen“ zwischen 35 und 140 GWh. Entsprechend würden relativ viele Kavernen zur Deckung der benötigten Speicherkapazität gebraucht.
Investitionsbedingungen noch unsicher
Die Umwidmung sämtlicher Erdgas-Kavernenspeicher in Deutschland besitze indes nur ein Speicherpotenzial von ca. 30 TWh. Somit wäre zur Deckung des Bedarfs langfristig auch der Neubau von Salzkavernen erforderlich. Da Planung und Neubau solcher Speicher allerdings bis zu 10 Jahre dauerten, sollten laut EWI zeitnah Ausbauziele festgelegt und ein rechtlicher Rahmen geschaffen werden. Diese Forderung hatte Anfang vergangener Woche auch der Speicherverband INES e.V. erhoben.
Sowohl Investitions- und Betriebskosten als auch Speichererlöse seien für die Wirtschaftlichkeit der Speicher entscheidend, resümiert das EWI. Die Kosten würden wiederum vom regulatorischen Rahmen beeinflusst. Für die Entwicklung der Wasserstoffspeicher-Regulatorik stelle „die hohe Dynamik und Unsicherheit während des Markthochlaufs“ jedoch eine Herausforderung dar.
Durch kontinuierliches Monitoring und zeitlich befristete Markteingriffe könne effizient auf solch fluktuierende Marktumgebungen reagiert werden. „Außerdem ist eine integrierte Systembetrachtung aufgrund des sich abzeichnenden hohen Systemwerts von Wasserstoffspeichern zu empfehlen“, so Jan Hendrik Kopp, Senior Research Associate am EWI.
Zur vollständigen Analyse des EWI
