Deutschland benötigt unterirdische Speicher für Wasserstoff, um die Volatilität der erneuerbaren Energien und damit auch der Wasserstoffproduktion auszugleichen. Da die energieintensiven Branchen auf eine verlässliche Versorgung angewiesen sind. Der Ausbau der Pipeline-Infrastruktur und der Wasserstoffspeicher entscheidet über den Erfolg der Wasserstoffwirtschaft.
„Unterirdische Speichersysteme können nicht von heute auf morgen realisiert werden„, sagte Alexander Holle, Leiter des HydroHubs bei der TÜV Nord Group. Die Politik müsse den Weg für Investitionssicherheit ebnen. Speicherbetreiber sollten in Pilotprojekten die technischen Herausforderungen angehen.
Wasserstoff wird in Industriesektoren eingesetzt, die sich nicht oder nicht wirtschaftlich elektrifizieren lassen. „Auch wenn der Markthochlauf aktuell nicht so schnell vorangeht wie erhofft, ist Wasserstoff für eine Reihe von Sektoren die beste Option„, erklärte Holle. Die Bundesregierung hat Entwürfe für das Wasserstoffbeschleunigungsgesetz und das Geothermie-Beschleunigungsgesetz vorgelegt. Die Voraussetzungen für den Ausbau von Wasserstoffspeichern müssen jetzt geschaffen werden.
Vier Funktionen im Energiesystem
Untergrundspeicher erfüllen mehrere Aufgaben im Energiesystem. Als Fluktuationsspeicher gleichen sie kurzfristige Schwankungen im Stromnetz aus. Der gespeicherte Wasserstoff wird dafür rückverstromt. Als saisonale Energiespeicher speichern sie über den Sommer Energie für die Dunkelflaute und den Winter ein.
Die Speicher dienen als strategische Energieträgerreserve. Sie sichern die Versorgung gegen Unsicherheiten bei Energieimporten und Preisschwankungen ab. Als Puffer stellen sie die gleichmäßige Auslastung von Infrastrukturen wie Importterminals oder Leitungen sicher.
Kurzfristige Schwankungen im Netz können durch Druckveränderungen im Pipelinesystem oder Batteriespeicher ausgeglichen werden. Alle anderen Anwendungen erfordern langfristige und großvolumige Speicher. Wasserstoffspeicher unter der Erde speichern große Energiemengen über lange Zeiträume. Die Energie wird für Strom- und Wärmeerzeugung sowie für industrielle Prozesse eingesetzt.
Salzkavernen in Norddeutschland
Salzkavernen eignen sich technisch für die Wasserstoffspeicherung. Sie sind chemisch reaktionsträge und geologisch langzeitstabil. Bestehende Kavernen können umgerüstet werden. Neue Kavernen können entstehen.
„In Norddeutschland befinden sich sehr große unterirdische Salzvorkommen, ein Alleinstellungsmerkmal in Europa“, sagte Holle. Damit ist die Region prädestiniert für die Errichtung von Wasserstoffspeichern.
Investitionsentscheidungen bis 2027 nötig
Die nötige Speicherkapazität richtet sich nach dem Wasserstoffverbrauch von Großverbrauchern wie Energieerzeugung und Industrie. Die Langfristszenarien des BMWK prognostizieren einen sprunghaften Anstieg. Bis 2035 wird ein Bedarf von 17 TWh jährlich erwartet. Bis 2040 steigt der Bedarf auf 55 TWh. Grund ist die Einführung von Wasserstofftechnologien in Kraftwerken und Großindustrien. Bis 2045 wird ein Bedarf von bis zu 80 TWh pro Jahr angenommen.
Aktuell zeige die Marktlage eine große Unsicherheit. „Für viele großvolumige Speicherprojekte gibt es deshalb noch keine finale Investitionsentscheidung„, sagte Holle.
Die Umwidmung bestehender Kavernen dauert vier bis sechs Jahre. Der Neubau dauert zehn bis zwölf Jahre. Bei der Umwidmung sind die zentrale Herausforderung das Anpassen der obertägigen Anlagenteile an Wasserstoff sowie die Genehmigungsprozesse. Beim Neubau verlängert sich der Zeitraum durch die notwendige Solung der Kavernen im Salzstock. Eingeleitetes Wasser löst das Salz, so dass ein Hohlraum entsteht. Um die nötigen Kapazitäten zu erreichen, müssen die Investitionsentscheidungen 2026 oder 2027 getroffen werden.
Technische Fragen in Pilotprojekten
Viele technische Fragen sind noch ungelöst. Dazu gehören Gasreinigung, Materialeignung und Bruchfestigkeit unter steigendem Druck. Pilot- und Demonstrationsprojekte gehen die offenen technischen Fragestellungen an.
Die Standardisierung und Normung von Materialien und Verfahren aus diesen Projekten können den Bau von Speichern vereinfachen. Die Unterstützung dieser Projekte ist für den Hochlauf notwendig.
„Die Bundesregierung muss jetzt klare Rahmenbedingungen für den Ausbau der Speicherinfrastruktur schaffen und ein Zielbild für deren Rolle im europäischen Energiesystem formulieren“, forderte Holle. Zudem sollten Investitionsanreize für die Umrüstung und den Neubau von Kavernen geschaffen werden.
