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Kavernenspeicher

Wasserstoff gilt als vielversprechender Energieträger der Zukunft. Um Wasserstoff jedoch effizient zu nutzen, müssen geeignete Speichermöglichkeiten entwickelt werden. Eine vielversprechende Methode zur Wasserstoffspeicherung ist die Verwendung unterirdischer Kavernenspeicher. 

Was sind Kavernenspeicher?

Hohlräume zur Gasspeicherung entstehen durch bergmännische Solung

Unterirdische Kavernenspeicher sind natürliche oder durch den Menschen geschaffene Hohlräume im Gestein, die zur Lagerung von Flüssigkeiten oder Gasen genutzt werden können. Diese Kavernen können in Salzformationen, Gesteinsschichten oder ehemaligen Erdgasfeldern gefunden werden und bieten große Vorteile für die Wasserstoffspeicherung. In Europa befinden sich diese natürlichen Salzvorkommen vermehrt im Norden sowie in der Mitte Deutschlands und werden aktuell zur Erdgasspeicherung verwendet.

Für die Nutzung wird eine Tiefenbohrung durchgeführt und anschließend Wasser in den Salzstock eingeleitet. Das entstehende Salzwasser tritt mit der Gaseinführung wieder aus und kann umweltgerecht entsorgt werden.

Die Frage nach der Nutzbarkeit von unterirdischen Kavernenspeichern beschäftigt uns bei EWE schon seit Jahren. Deswegen haben wir derzeit zwei große und spannende Vorzeigeprojekte, welche sich mit den konkreten Aspekten der Speicherung von Wasserstoff in solchen Hohlräumen befassen. Zum einen erproben wir an unserem Gasspeicher in Huntorf, wie sich bestehende Gasspeicher für die Einlagerung von Wasserstoff nutzen lassen. In Rüdersdorf bei Berlin erproben wir die bedarfsgerechte Speicherung von reinem Wasserstoff.

In diesem Film zeigen wir, wie und warum EWE die erste Wasserstoffkaverne baut

Speicherkapazitäten von Kavernen

Ein entscheidender Vorteil der unterirdischen Kavernenspeicherung von Wasserstoff ist die hohe Speicherkapazität. Diese Speicher können enorme Mengen an Wasserstoff aufnehmen und ermöglichen es, große Mengen an erneuerbar erzeugtem Wasserstoff zu lagern, um die Schwankungen in der Energieerzeugung und -nachfrage auszugleichen. Da Wasserstoffgas leicht komprimierbar ist, kann es in den Kavernen unter hohem Druck gespeichert werden, um die Speicherkapazität weiter zu erhöhen.

Ein weiterer Vorteil ist die langfristige Speicherfähigkeit von Wasserstoff in Kavernenspeichern. Wasserstoff kann über einen längeren Zeitraum ohne signifikanten Druckverlust gelagert werden, was eine zuverlässige Versorgung ermöglicht. Dies ist besonders wichtig für den Einsatz von Wasserstoff in saisonalen Energiespeichersystemen, bei denen Wasserstoff über Monate hinweg gespeichert und bei Bedarf abgerufen werden kann.

Können bestehende Infrastrukturen in Form von vorhandenen Kavernenspeichern, beispielsweise bereits genutzte Erdgasspeicher, in Zukunft Wasserstoff speichern? Und wie sicher sind unterirdische Hohlräume für die Speicherung für Wasserstoff. Diese Aspekte beantworten wir nachstehend: 

Nutzung von bestehender Infrastruktur

Die Nutzung unterirdischer Kavernenspeicher für die Wasserstoffspeicherung ist auch mit vorhandenen Infrastrukturen kompatibel. In einigen Fällen können bereits bestehende Erdgaslagerstätten umgewandelt und für die Wasserstoffspeicherung genutzt werden. Dies bietet eine kostengünstige Lösung, da bestehende Pipelines und Transportinfrastrukturen genutzt werden können, um den gespeicherten Wasserstoff zu verteilen.

Sicherheit von Kavernenspeichern

Die Sicherheit ist ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Wasserstoffspeicherung in Kavernenspeichern. Kavernen können so konstruiert werden, dass sie den hohen Drücken und anderen Anforderungen standhalten, die bei der Wasserstoffspeicherung auftreten können. Es sind jedoch umfassende Sicherheitsvorkehrungen erforderlich, um mögliche Lecks zu vermeiden und sicherzustellen, dass das Lagerverfahren den geltenden Vorschriften und Standards entspricht.

Herausforderungen bei der Kavernenspeicherung

Trotz der vielen Vorteile gibt es auch Herausforderungen bei der Nutzung von unterirdischen Kavernenspeichern für die Wasserstoffspeicherung. Zum Beispiel erfordert der Bau solcher Speicheranlagen erhebliche Investitionen und technisches Know-how. Darüber hinaus müssen geeignete Standorte identifiziert werden, die über die notwendigen geologischen Eigenschaften für die sichere Speicherung von Wasserstoff verfügen.

Beispielansicht eines Kavernenspeichers

Das Projekt HyCAVmobil in Brandenburg

Im Projekt HyCAVmobil untersucht EWE gemeinsam mit dem DLR, wie sich Wasserstoff in unterirdischen Kavernenspeichern lagern lässt. Gleichzeitig soll die Frage beantwortet werden, wie sich der klimafreundliche Energieträger in das regionale Energienetz integrieren lässt. Wie wirken sich sowohl Einlagerung und Auslagerung auf die Qualität des Wasserstoffs aus.

Mit diesem Gemeinschaftsprojekt hat EWE einen Meilenstein in der Wasserstoffnutzung geschaffen. Danke diverser weitere Projekte rund um die Aspekte Versorgung, Transport und Herstellung agiert EWE als umfassender Wettbewerber auf dem Wasserstoffmarkt. 

Dabei startete das Projekt bereits 2021 in die erste Phase; zwei Jahre später wird der Kavernenspeicher im Oktober 2023 über acht Tage hinweg erstmals mit sechs Tonnen Wasserstoff befüllt. Die sich hieraus ergebenden Erkenntnisse lassen sich dann breit auf die Energiewirtschaft adaptieren.

Alle Informationen rund um das Projekt HyCAVmobil in Rüdersdorf finden sich auf einer eigens erstellten Projektseite.

Projekt HyCAVmobil - Clean Hydrogen Coastline

Zusammenfassung der Kavernenspeicherung

Insgesamt bietet die Wasserstoffspeicherung in unterirdischen Kavernenspeichern eine vielversprechende Lösung für die effiziente und zuverlässige Nutzung von Wasserstoff als sauberen Energieträger. Mit weiteren Fortschritten in der Technologie und der Bereitstellung geeigneter Infrastrukturen können unterirdische Kavernenspeicher einen bedeutenden Beitrag zur Dekarbonisierung, als auch zum Übergang zu nachhaltigen Energiequellen, leisten.

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