H2Expo: Transport und Speicherung von Grünem Wasserstoff

14.06.2022

Grüner Wasserstoff ist eine der tragenden Säulen im klimaneutralen Energiesystem der Zukunft – insbesondere dort, wo der Energiebedarf hoch oder aus Kosten-, Gewichts- und Platzgründen durch den Einsatz klassischer Batterien nicht gedeckt werden kann.

Um die Nutzung dieses Energieträgers jederzeit an jedem Ort in benötigter Menge sicherzustellen, sind jetzt Investitionen und der schnelle Aufbau von Infrastruktur für den Transport und die Lagerung von Wasserstoff Voraussetzungen.

Wer sind die Keyplayer und Unternehmen, die sich dieser Herausforderung stellen? Wo entstehen neue Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Technologien? Auf der H2Expo & Conference in Hamburg, die vom 27. bis zum 30. September im Rahmen der globalen Leitmesse der Windindustrie WindEnergy Hamburg stattfindet, dreht sich alles um innovative Lösungen und anwendungsreife Entwicklungen für eine erfolgreiche Energiewende. Bernd Aufderheide, Vorsitzender der Geschäftsführung Hamburg Messe und Congress, erläutert: „Für das Erreichen einer klimaneutralen Zukunft führt am Grünen Wasserstoff kein Weg vorbei. Im Rahmen der H2Expo & Conference steht Networking und der Wissensaustausch zwischen führenden Technologieanbietern, Forschungsinstituten, industriellen Verbrauchern sowie der Politik im Fokus. Auch in unserem messebegleitenden viertägigen Konferenzprogramm zeigen wir auf, wie die Umstellung vom Einsatz fossiler Energieträger auf die Nutzung Grünen Wasserstoffs gelingen kann.“

Beschleunigtes Hochlaufen der H2-Wirtschaft
Vor einem Jahr hieß es, dass der Ausbau des Energiesektors „Grüner Wasserstoff“ schrittweise erfolgen solle, indem Angebot und Nachfrage kontinuierlich und parallel gesteuert werden. Der starke Anstieg des Gaspreises führt jedoch dazu, dass der aus Wind und Solarenergie gewonnene Grüne Wasserstoff in Teilen Europas und Afrikas sowie des Nahen Ostens bereits jetzt günstiger ist, als der mit dem fossilen Energieträger Erdgas hergestellte sogenannte Graue Wasserstoff. Im April berichtete das Handelsblatt über eine Analyse von Bloomberg New Energy Finance (BNEF), der zufolge in diesen Regionen ein Kilogramm Grauer Wasserstoff derzeit 6,71 US-Dollar kostet – im Vergleich zu 4,84 bis 6,68 Dollar pro Kilogramm Grünen Wasserstoffs.

Elektrolysekapazitäten werden massiv ausgebaut
Im Zuge des Green Deal erwartet die Europäische Union bis 2030 einen Ausbau der Elektrolysekapazitäten von aktuell 1.000 MW auf 40.000 MW. Es entwickelt sich ein Milliarden-Markt, an dem Keyplayer wie Uniper und Kawasaki ebenso beteiligt sind wie junge Unternehmen, so zum Beispiel Lhyfe.
Für die Erzeugung Grünen Wasserstoffs werden Elektrolyseverfahren eingesetzt, die z.B. mit großen Mengen Windstroms gespeist werden können und Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegen. Als kleinstes Element des Periodensystems ist der molekulare Wasserstoff H2 ein farb- und geruchsloses Gas. Er ist hoch reaktiv und setzt bei seiner Verstromung keine klimarelevanten Emissionen frei. Aufgrund seiner Flüchtigkeit sind für seinen Transport und die Lagerung besondere Bedingungen zu berücksichtigen.

Von der Erzeugung zur Speicherung
Weil die Wasserstoff-Dichte unter Atmosphärendruck mit ca. 90 g/m3 sehr gering ist, muss das Gas komprimiert oder verflüssigt werden, um es auf die Speicherung und den Transport vorzubereiten. Hierfür gibt es verschiedene Verfahren: Bei -253 °C ist es möglich, den Wasserstoff in flüssiger Form in isolierten Kryotanks zu speichern. Gasförmig kann das Element unter Hochdruck in speziellen Drucktanks oder in unterirdischen Kavernen aufbewahrt werden. Darüber hinaus gibt es im Bereich der Absorptionsverfahren weitere Speichermöglichkeiten durch die Anreicherung des Wasserstoffs an Trägermedien. In fester Form können das Kohlenstoff- oder Metallhydratspeicher sein. Geeignete flüssige Trägermedien werden unter dem Begriff LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carrier) zusammengefasst.

Transport und Auslieferung – zentral oder dezentral
Der Aggregatzustand, beziehungsweise das Trägermedium des gespeicherten Wasserstoffs, gibt die Art des Transports der Energiespeicher vor. Speziell gefertigte Lkws und Waggons sind für den oberirdischen Transport über Land geeignet, Gas-Tankschiffe können große Mengen flüssigen Wasserstoffs aus Erzeugerstaaten über die Weltmeere in küstennahe Regionen der Importstaaten bringen – wie von Namibia nach Rotterdam. Statische Pipelines wiederum dienen zum Transport von gasförmigem Wasserstoff bis zu den ans Gasnetz angeschlossenen Endverbrauchern. Beim Bau solcher Gasnetze entstehen hohe Investitionskosten – aber auch bestehende Gasleitungen können so umgebaut werden, dass der flüchtige Wasserstoff nicht entweichen kann. Dieser Umbau ist günstiger und nutzt die ausgezeichnete, vielerorts bestehende Gas-Infrastruktur, die perspektivisch nicht mehr für den Transport fossiler Energieträger benötigt wird.