EWE will erforschen, wie sich der klimafreundliche Energieträger in das regionale Energiesystem integrieren lässt und wie sich die Ein- und Auslagerung auf die Qualität des Wasserstoffs auswirken. Wir sind mit diesem Projekt zur Speicherung ein Vorreiter in Europa. Als erstes deutsches Unternehmen baut und testet der Konzern bestehende Infrastruktur, die elementar für die Speicherung von erneuerbaren Energien in Form von reinem Wasserstoff und somit ein wichtiger Baustein für ein nachhaltiges und klimaschonendes Energiesystem sein wird. Denn nur mit der Wasserstofftechnologie sind die Klimaziele der UN oder der Europäischen Union erreichbar.
Forschungsprojekt HyCAVmobil - Speicherung von Wasserstoff
In Rüdersdorf bei Berlin baut EWE gemeinsam mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Institut für Vernetzte Energiesysteme, einen unterirdischen Kavernenspeicher ins Salzgestein. Hier soll zum ersten Mal 100 % reiner Wasserstoff unter der Erde einlagert werden – ein europäisches Vorzeigeprojekt.
Baustelle 1.000 Meter unter der Erde
Auf dem Gelände in Rüdersdorf hat EWE bereits Erdgaskavernen gebaut. Kavernen sind riesige Hohlräume in unterirdischen Salzstöcken, in denen Gase, zum Beispiel Erdgas, sicher eingelagert werden können.
Im Februar 2021 startete der Bau der Testkaverne. Im ersten Schritt errichtet EWE auf der bereits vorhandenen Bohrung einen Bohrturm. Dann spült EWE den Salzstock 1.000 Meter tief unter der Erde mit Wasser aus, um den Hohlraum zu schaffen.
Wenn die Speicherung von Wasserstoff in bestehenden Kavernen ohne große Qualitätsverluste möglich ist, bieten sich viele Vorteile für den Aufbau einer nationalen Wasserstoffwirtschaft. Einer der besonderen und vor allem klimafreundlichen Vorteile: Mit der Nutzung bestehender Infrastrukturen müssen weniger freie Flächen versiegelt und so der Natur entzogen werden. Ein perfektes Beispiel dafür, wie die Transformation in eine klimaneutrale und umweltfreundliche Wirtschaft und Gesellschaft gelingen kann
© EWE / C3 Visual Lab Fassungsvermögen: ein Einfamilienhaus oder 1.000 Tankfüllungen
Die Kaverne wird ein Fassungsvermögen von 500 Kubikmetern haben. Das entspricht in etwa dem Volumen eines Einfamilienhauses. Nach Fertigstellung können in der Kaverne bis zu sechs Tonnen Wasserstoff eingelagert werden. Zum Vergleich: Mit diesen sechs Tonnen können 1.000 Wasserstoff-PKW vollgetankt werden. Neben der Dekarbonisierung der Wirtschaft, beispielsweise bei der Stahlerzeugung, kann demnach auch eine wirkliche Mobilitätswende mit Wasserstoff erfolgen.
Wichtiger Meilenstein erreicht – Dichtheit der Leitung nachgewiesen
Im September 2022 wurde die Dichtheit der Zuleitung für den in rund 1.000 Metern liegenden Speicherhohlraum nachgewiesen. Für den Testlauf wurde bereits Wasserstoff verwendet. Mit diesem Nachweis kommt das Projekt der sicheren Speicherung des neuen Energieträgers einen Schritt näher. Als nächster Schritt steht im Projektverlauf nun die Aussolung des unterirdischen Salzstocks an. Zunächst aber müssen entsprechende oberirdische Anlagen für den Prozess aufgebaut werden. Dies beginnt nun, im November 2022 startet dann das Ausspülen des Salzstocks.
Premiere in der Wasserstoffwirtschaft – erste unterirdische Speicherung von reinem Wasserstoff
Nach dem Bau sowie allen notwendigen Testverfahren steht eine Premiere in der Wasserstoffwirtschaft an: Erstmals wird dann in Rüdersdorf 100 Prozent reiner Wasserstoff unterirdisch in einer Kaverne gelagert. Das Investitionsvolumen des Projektes beläuft sich auf knapp zehn Millionen Euro – vier Millionen davon sind EWE-eigene Mittel. Die restliche Summe erhalten EWE und das DLR Institut für Vernetzte Energiesysteme im Rahmen des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie als Förderung vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur.
Erkenntnisse auf großtechnische Anwendungen übertragbar
EWE erwartet mittelfristig erste Erkenntnisse, wie sich die Speicherung auf die Reinheit des Wasserstoffs auswirkt und wie die Einbindung von Wasserstoff in das deutsche Energiesystem gelingen kann.
Der Test in Rüdersdorf ist auf die Nutzung von Wasserstoff für die Mobilität ausgelegt und legt großes Augenmerk darauf, wie sich die Lagerung auf die Qualität des Wasserstoffs auswirkt. Vor dem Einsatz im Schwerlastverkehr durchläuft er eine Trocknungsanlage, um die Feuchtigkeit aus der Lagerung zu entfernen.
Die Erkenntnisse, die die kleine Forschungskaverne liefert, sollen problemlos auf Kavernen mit dem 1.000-fachen Volumen übertragbar sein. Ziel ist es, zukünftig Kavernen von 500.000 Kubikmetern zur großtechnischen Wasserstoffspeicherung zu nutzen. Sollte eine entsprechende Nutzung wirklich problemlos funktionieren, wäre eine der wichtigsten Grundlagen für die nationale und diverse Nutzung von Wasserstoff sichergestellt. In Kombination mit erneuerbaren Energien für die Produktion kann dann letztlich klimaneutraler Wasserstoff im großen Maße gespeichert und für die Dekarbonisierung genutzt werden. Irgendwann wird die Wasserstoff-Speicherung dann so selbstverständlich sein wie die seit Jahrzehnten etablierte Speicherung von Erdgas.
Nach der Forschung kommt die Anwendung
Klappt alles wie geplant, will EWE die Erzeugung, Speicherung und die Nutzungsmöglichkeiten von Wasserstoff im Mobilitätssektor ausweiten. Allein EWE verfügt mit 37 Salzkavernen über 15 Prozent aller deutschen Kavernenspeicher, die sich perspektivisch zur Speicherung von Wasserstoff eignen könnten. Es bieten sich also viele Möglichkeiten für EWE, Wasserstoff dann im großen Maße nutzbar zu machen – und das in ganz unterschiedlichen Bereichen.
Mit diesem Testprojekt, aber auch weiteren wichtigen Meilensteilen für eine nationale Wasserstoffwirtschaft, zeigt EWE einen klaren Fokus für die Zukunft. Nur mit neuen Ansätzen, spannende Technologien und dem Willen zur Transformation können wir als Gesellschaft klimaneutral werden. Dabei wird Wasserstoff aus unserer Sicht eine zentrale Rolle einnehmen und die Zukunft der Energieversorgung fundamental prägen.
Fragen und Antworten zum Forschungsprojekt HyCAVmobil
Wie wird eine Kaverne unter der Erde gebaut?
Tief in der Erde unter Rüdersdorf liegt die geologische Voraussetzung für den Kavernenbau. Denn vor 150 Millionen Jahren gab es hier noch ein Meer. Heute ist davon noch eine Salzgesteinsschicht übriggeblieben, die 600 Meter unter der Oberfläche beginnt und sich bis 2.500 Meter in die Tiefe zieht.
Eine Bohrung, die hinunter bis ins Salzgestein führt, ist bereits vorhanden. Darauf errichtete EWE im Februar 2021 einen Bohrturm.
In die Bohrung hinein wird ein Rohr geschoben und einzementiert. Es ist etwas breiter als ein Aktenordner und reicht bis dahin, wo die Testkaverne entstehen soll, in 1.000 Metern Tiefe.
Durch das Rohr wird Wasser in die Tiefe gepumpt. Das Wasser löst das Salz auf, und es entsteht ein mit salzigem Wasser – Sole genannt – gefüllter Hohlraum mit einer Größe von 500 Kubikmetern. Das entspricht der Größe eines 25 Meter langen, 10 Meter breiten und 2 Meter tiefen Schwimmbeckens. Damit ist die Testkaverne allerdings nur etwa ein Tausendstel so groß wie die zuletzt am Standort Rüdersdorf gebaute Erdgaskaverne.
Wenn die Kaverne später mit Wasserstoff gefüllt wird, tritt das salzige Wasser wieder aus und wird umweltgerecht entsorgt. Eine Rohrleitung transportiert die Sole nach Heckelberg in eine Versenkstation. Dort wird es in ein natürliches unterirdisches Salzwasservorkommen geleitet.
Die Versenkstation hat EWE errichtet, als Ende der 1990er Jahre eine erste Kaverne in Rüdersdorf gebaut wurde. Sie wird auch weiterhin vorgehalten, zum Beispiel für Erweiterungsmaßnahmen wie diese.
Was passiert oberirdisch auf der Kavernenanlage?
Die Anlage über der Bohrung und dem Kavernenspeicher dient dazu, Wasserstoff in die Kaverne zu pumpen und wieder herauszuholen. Sie verfügt über Leitungen und Armaturen. Armaturen sind wie „Ventile“, um die Rohrleitungen zu öffnen und zu verschließen. Sie funktionieren wie ein Wasserhahn im Badezimmer.
Durch sogenannte Verdichter zum Einspeichern des Wasserstoffs (vergleichbar mit einer Luftpumpe, mit der man den Druck in einem Ball erhöht) kann der Druck in der Kaverne erhöht werden.
Wenn der Wasserstoff aus der Kaverne kommt, wird er eine Wasserstofftrocknungsanlage durchlaufen. Da beim Bau der Kaverne Wasser verwendet wurde, kann der an sich trockene Wasserstoff Restfeuchte enthalten. Diese Feuchtigkeit muss entfernt werden, bevor der Wasserstoff im Tank von LKW, Bus und anderen Fahrzeugen eingesetzt werden kann.
Zur Bestimmung der Qualität des Wasserstoffs (beispielsweise Reinheitsgrad und Feuchtebestandteile) erfolgt vor der Einspeicherung in die Kaverne und nach der Ausspeicherung aus der Kaverne eine umfassende Qualitätsmessung.
Wer ist an dem Projekt beteiligt?
Das Investitionsvolumen des Projektes beläuft sich auf knapp zehn Millionen Euro – vier Millionen davon sind EWE-eigene Mittel. Die restliche Summe erhalten EWE und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Institut für Vernetzte Energiesysteme, im Rahmen des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie als Förderung vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur.
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