Im Rahmen einer Kooperation haben der Bundesverband Erdgas, Erdöl und Geoenergie e.V. (BVEG), der Deutsche Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. (DVGW) und die Initiative Energien Speichern e.V. (INES) eine techno-ökonomische Studie zu den Potenzialen der Wasserstoffspeicherung in Gasspeichern in Deutschland durchgeführt. Neben einer vollständigen Ausschöpfung der Potenziale bestehender Gasspeicher ist für das Gelingen der Energiewende voraussichtlich auch ein Zubau von Wasserstoffspeichern erforderlich.
Im Auftrag der INES, des BVEG und des DVGW hat ein Beraterkonsortium unter der Leitung des Gastechnologischen Instituts gGmbH (DBI-GTI) die Studie „Wasserstoff speichern – soviel ist sicher“ erarbeitet. Darin wurden die technischen Möglichkeiten untersucht, heutige Gasspeicher an die Nutzung von Wasserstoff anzupassen. Auf Basis der technischen Studienergebnisse wurde in einem zweiten Schritt modelliert, wie Gas- und Wasserstoffspeicher in Deutschland entwickelt werden müssen, damit die Energiewende gelingt. Im letzten Schritt berechneten die Forschenden, wieviel die Transformationspfade kosten würden.
Wasserstoff bietet die Möglichkeit, Strom aus volatilen erneuerbaren Energien zu speichern und je nach Bedarf wieder zur Verfügung zu stellen. Heutige Gasspeicher können für die Speicherung von rd. 32 Terawattstunden Wasserstoff umgerüstet und genutzt werden. Damit für das Erreichen der Treibhausgasneutralität aber ausreichende Energiemengen gespeichert werden können, ist der Zubau von weiteren Wasserstoffspeichern mit einer Kapazität von bis zu 41 TWh notwendig.
„Die Studie veranschaulicht, dass für die gesamte Wertschöpfungskette von Wasserstoff eine integrale Transformation angestoßen werden muss, um zeitgerecht die Treibhausgasneutralität zu erreichen. Sowohl Gasnetze als auch -speicher sind für die Energiewende erforderlich, um Energie in Form von Wasserstoff zu speichern, diesen zu transportieren und allen Sektoren bei Bedarf zur Verfügung zu stellen“, ordnet Frank Gröschl, Leiter Technologie und Innovationsmanagement des DVGW, die Ergebnisse ein. Alle Komponenten des Energiesystems müssten integriert gedacht und entwickelt werden. Denn zahlreiche Studien zeigten: Schon ab dem Jahr 2030 wird es ausreichend Wasserstoff geben, die Infrastruktur kann mit vergleichsweise wenig Aufwand umgerüstet werden und die Gastechnologien und Anwendungen sind auf dem Weg H2-Ready zu werden.
Bei Gasspeichern ist zwischen Kavernen- und Porenspeichern zu unterscheiden. Während bei Kavernenspeichern im Grundsatz bereits eine Anpassung der Anlagenkomponenten die Speicherung von reinem Wasserstoff ermöglicht, muss bei Porenspeichern eine Einzelfallprüfung die Tauglichkeit zunächst belegen. Ingo Forstner, Leiter Speicher & Geothermie beim BVEG, erläutert dazu: „In der Studie wird angenommen, dass aufgrund der geologischen Gegebenheiten nur vier von sechszehn Porenspeichern für die Speicherung von reinem Wasserstoff genutzt werden können. Kavernenspeicher hingegen werden vollständig für die Umwidmung auf Wasserstoff in der Modellierung eingesetzt; sie sind für die Speicherung von Natur aus besonders gut geeignet.“
Ausgehend von den Ergebnissen der Langfristszenarien des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) beschreibt die Studie, welche Kosten bei der Umwidmung heutiger Gasspeicher zu Wasserstoffspeichern und durch den Neubau von Wasserstoffspeichern über die Zeit bis hin zur Treibhausgasneutralität entstehen könnten. Die Studienergebnisse zeigen, dass kumulierte Investitionen von bis zu 12,8 Mrd. Euro notwendig sein könnten, um für die Energiewende erforderliche Wasserstoffspeicher zu entwickeln.
INES-Geschäftsführer Sebastian Bleschke führt dazu aus: „Für eine Umsetzung der Energiewende gemäß den Langfristszenarien des BMWK benötigen wir nicht nur sämtliche Potenziale heutiger Gasspeicher zur künftigen Speicherung von Wasserstoff, sondern es wird auch ein Zubau zwischen 15 und 41 TWh erforderlich sein. Diese Speicher zu entwickeln wird für die Speicherwirtschaft herausfordernd sein, weshalb auch die Politik unterstützen muss. Die Kosten für Neubau und Transformation der Gasspeicher fallen angesichts der voraussichtlichen Gesamtkosten der Energiewende jedoch kaum ins Gewicht. Eine Weiternutzung bestehender Porenspeicher auf Basis von bspw. Biogas/-methan kann die Herausforderungen und Kosten senken.“
Die Studie „Wasserstoff speichern – soviel ist sicher: Transformationspfade für Gasspeicher“ steht hier zum Download zur Verfügung.
