Infrastruktur für ­Wasserstoff

Eine erfolgreiche Wasserstoffwirtschaft benötigt die passende Infrastruktur für Transport und Speicherung.

Der Aufbau einer großskaligen Wasserstoffinfrastruktur ist für Nordrhein-Westfalen und Deutschland ein entscheidendes Puzzlestück auf dem Weg hin zu einer klimaneutralen, diversifizierten Energieversorgung. Damit Wasserstoff zukünftig den Rückgang des fossilen Energieträgers Erdgas kompensieren kann, und gleichzeitig zu einer Entlastung des Stromnetzes bei großem EE-Strom-Angebot bzw. zur Versorgungssicherheit bei geringer Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien beiträgt, müssen leistungsfähige Transportmöglichkeiten und Speicherstätten etabliert werden. 

Wasserstoff lässt sich im Vergleich zu Strom leichter über große Distanzen transportieren sowie längerfristig speichern und bietet so die Chance, schwankend verfügbare Wind- und Sonnenenergie umzuwandeln und für eine Vielzahl an Anwendungen zeitlich sowie örtlich verschoben nutzbar zu machen. Perspektivisch ist davon auszugehen, dass in NRW und Deutschland sehr große Mengen an Wasserstoff benötigt werden, sowohl im Industrie-, als auch im Mobilitätssektor und in der Energiewirtschaft. Übergangsweise ist der Transport auf Schienen, Straßen oder Schifffahrtswegen möglich: unter Hochdruck, in flüssiger oder chemisch gebundener Form – beispielsweise durch Methanol, Ammoniak oder Liquid-Organic-Hydrogen-Carriers (LOHC). Um langfristig große industrielle Bedarfe wirtschaftlich decken zu können, werden diese Standorte jedoch auf die Anbindung an ein Wasserstoffpipelinenetz angewiesen sein. 

 

Wasserstofftransport zwischen Produktion, Speicherung und Verbraucher ermöglichen 

Ein deutschlandweites Wasserstofftransportnetz verbindet zukünftig wichtige Verbrauchsschwerpunkte wie Industriezentren oder Kraftwerke im Süden und Westen Deutschlands per Pipelines mit den großskaligen, vornehmlich küstennahen Elektrolysestandorten in Norddeutschland. Darüber hinaus ermöglicht es die Anbindung großer Seehäfen wie Wilhelmshaven, Rotterdam oder Antwerpen, die eine zentrale Rolle als Importhub für Wasserstoff und Wasserstoffderivate einnehmen werden. Zusätzlich werden Wasserstoffkavernenspeichern angebunden, die als großskalige Speicherstätten benötigt werden. Für die Umsetzung dieses Vorhabens haben das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) und die Vereinigung der Fernleitungsnetzbetreiber (FNB Gas) Pläne für ein rund 9.700 km umfassendes Wasserstoffkernnetz vorgestellt. Etwa 60 % dieser Leitungen werden durch die Umstellung des bestehenden Erdgastransportnetzes realisiert werden können; die verbleibenden Leitungsabschnitte müssen jedoch neu aufgebaut werden. Die Inbetriebnahme dieses Wasserstoffkernnetzes erfolgt abschnittsweise zwischen 2025 und 2032. 

 

Eine besondere Bedeutung für NRW hat das Projekt GET H2 Nukleus, das durch eine erste 130 km langen Wasserstoffleitung den Startpunkt für die deutschlandweite Wasserstoffinfrastruktur setzt. Das Vorhaben verbindet einen niedersächsischen Elektrolysestandort mit Industriestandorten in NRW und soll bereits bis 2025 in Betrieb genommen werden. Ein umfassender Ausbau dieser Nord-Süd-Achse durch NRW mit Anbindung zur deutschen Nordseeküste, nach Süddeutschland sowie an die niederländische, belgische und auch tschechische Grenze, soll bis 2030 im Rahmen des Vorhabens H2ercules bereits mehr als 2.000 km Wasserstoffpipelines umfassen. Sowohl die Projekte GET H2 Nukleus und H2ercules als auch das Wasserstoff-Kernnetz sind Wasserstoffleitungen auf Transportnetzebene und bilden damit eine erste Stufe des Netzhochlaufs. Weitere Ausbaustufen auf Verteilnetzebene und individuelle Anschlussleitungen werden folgen und das Wasserstoffpipelinenetz sukzessive erweitern. 

 

Verschiedene Speicheroptionen für Wasserstoff 

Für den Aufbau einer großskaligen Infrastruktur ist neben leistungsfähigen Transportwegen aber auch eine effiziente Speicherung essenziell. Um Wasserstoff effizient speichern zu können, gibt es verschiedene Möglichkeiten. In seiner Reinform, als Wasserstoffmolekül, kann er gasförmig unter Hochdruck oder aber bei Umgebungsdruck und extrem tiefer (kryogener) Temperatur von -253 Grad Celsius oder kälter in verflüssigter Form gelagert und transportiert werden. Das flüssige Erzeugnis hat eine höhere Dichte und somit einen höheren Energiegehalt pro Volumeneinheit. Es benötigt daher weniger Speicherraum. Die Realisierung solcher kyrogener Prozesse ist technisch jedoch extrem anspruchsvoll und sehr energieintensiv. 

Um die künftig zu erwartende enorme Nachfrage nach grünem Wasserstoff flexibel bedienen zu können, sind Speicherstätten mit hohen Kapazitäten erforderlich. Die nach derzeitigem Stand einzige großskalige Speicheroption für Wasserstoff sind Salzkavernen, die bislang für die Speicherung von Erdgas genutzt werden. Grundsätzlich ist sowohl eine Umrüstung dieser Erdgaskavernenspeicher als auch die Neuschaffung von Wasserstoffkavernenspeichern möglich. Ein erster Kavernenspeicher für die Speicherung von Wasserstoff am Standort Epe in NRW soll bis 2027 im Rahmen von GET H2 in den kommerziellen Betrieb überführt werden. 

Eine funktionierende Infrastruktur ist grundlegende Voraussetzung für eine erfolgreiche internationale Wasserstoffwirtschaft. Mit der Karte „Europa auf dem Weg in die Wasserstoffwirtschaft“ geben wir Ihnen einen ganzheitlichen Überblick über vorhandene sowie potenzielle Pipelines, Routen und Standorte.

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