Wasser ist der große Hoffnungsträger für die Energiewende. Damit aus dem Wunsch auch Realität wird, werden die Planungen nun konkreter und forciert. 2024 werden entscheidende Meilensteine für die zukünftige Wasserstoffversorgung in Deutschland gesetzt: „Neben der Festlegung des Wasserstoffkernnetzes wird auch die Transformation der Gasverteilnetzbetreiber intensiv vorangetrieben, um Klimaneutralität zu erreichen“, erklärt der DVGW. Auch in Sachen Speicherung gibt es Pläne. Es gilt, für Investitionen Planungssicherheit zu schaffen – ein Bestreben, das sich auch die Armaturenbranche wünscht.
Die Wasserstoffplanung der deutschen Gasverteilnetzbetreiber geht ins dritte Jahr, die Initiative H2vorOrt eröffnet die dritte Planungsphase des Gasnetzgebietstransformationsplans (GTP): In diesem Jahr wird die 2022 begonnene Planung eines flächendeckenden Wasserstoffnetzes, das sich aus dem bestehenden Gasnetz entwickelt, laut DVGW (Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches) auf allen Ebenen weiter vertieft und an die Konzepte des Wasserstoffkernnetzes angepasst. Diese Planung erfolgt im Rahmen des Gasnetzgebietstransformationsplans (GTP) auf Ebene der einzelnen lokalen Gasverteilnetzbetreiber. „Mit dem Leitfaden zum Gasnetzgebietstransformationsplan 2024 bringen wir das zentrale Planungswerkzeug für die Fortentwicklung der deutschen Gasverteilnetze zur Klimaneutralität nun ins dritte Jahr“, sagt Florian Feller, Vorsitzender H2vorOrt.
Aus Sicht von Prof. Dr. Gerald Linke, Vorstandsvorsitzender DVGW, ist es hier wichtig, „dass auch und insbesondere die mittelständische Industrie und vor allem in den Regionen ansässige Gewerbebetriebe Zugriff auf Wasserstoff haben werden. Dies zu gewährleisten, kann nur über die Gasverteilnetze gelingen. Wir greifen hier auf eine bestehende Infrastruktur zurück, die H2-ready ist und beste Voraussetzungen bietet, grüne Energie zu transportieren und zu speichern“.
Einigung bei der Kraftwerksstrategie
Ein weiterer wichtiger Schritt ist es laut Linke, dass die Bundesregierung „nun endlich eine Einigung zur lange überfälligen Kraftwerksstrategie erzielt hat. Die Energieversorger benötigen dringend klare Signale für den Zubau von Erzeugungskapazitäten sowie verlässliche Rahmenbedingungen für die damit verbundenen Investitionen“. Auch ließen mehrjährige Verfahrenswege von der Bewilligung bis zur Inbetriebnahme von Kraftwerken keinen weiteren Aufschub zu.
Der DVGW begrüßt die in der Einigung vorgesehenen Ausschreibungen für H2-ready Gaskraftwerke. Die Kapazität von viermal 2,5 GW sollte voll ausgeschöpft werden. Damit genügend Wasserstoff für die anvisierte Kapazität zur Verfügung stehe, müsse die Bundesregierung den H2-Markthochlauf „deutlich beschleunigen und den in der Einigung angekündigten Abbau der Hemmnisse für die Errichtung und den Betrieb von Elektrolyseuren zügig umsetzen. Zukünftig werden wir jedoch weitere H2-ready Gaskraftwerke benötigen, als heute beschlossen wurde“. Andernfalls wären der Ausstieg aus der Kohleverstromung sowie die Versorgungsicherheit gefährdet.
„Die Zeit drängt erheblich“
Auch der DWV (Deutscher Wasserstoff-Verband) begrüßt „außerordentlich, dass sich die Bundesregierung auf wesentliche Elemente einer Kraftwerksstrategie geeinigt hat. Die Zeit drängt erheblich. Es gilt jetzt, die investitionssicheren Rahmenbedingungen zu verabschieden, um die technischen Voraussetzungen zur Absicherung unserer Energieversorgung zu schaffen“, betont DWV-Vorstandsvorsitzender Werner Diwald. Nur mit Wasserstoff-Kraftwerken, die mit grünem Wasserstoff betrieben werden, könnten die Klimaziele 2030 erreicht und gleichzeitig die Stromversorgung vollkommen witterungsunabhängig in einer erneuerbaren Energiewirtschaft gesichert werden. In der Analyse des BMWK (Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz) heißt es, dass bis 2030 über 23 GW an Gaskraftwerken, die mit Wasserstoff betrieben werden können, zur Absicherung der Stromversorgung erforderlich sind. Es stelle sich daher die Frage, warum in der Eckpunkte-Vereinbarung zur Kraftwerksstrategie nur insgesamt 10,5 GW an Kraftwerksleistung ausgeschrieben werden sollen.
Die Europäische Kommission hat nun auch die EU-Ziele für die Reduzierung der Treibhausgasemissionen bis 2040 festlegt. Bis 2040 wird je nach gewähltem Szenario eine Produktion von 20 bis 35 Millionen Tonnen (Mt) erneuerbarem Wasserstoff erwartet. Dies würde bis zu 10 Prozent des Endenergiebedarfs ausmachen und bis 2050 auf mindestens 16 Prozent ansteigen.
Salzkavernen für die Wasserstoff-Speicherung
Auch Uniper stellt sich auf eine Wasserstoffzukunft ein. So beabsichtigt Uniper Energy Storage, die Entwicklung von Salzkavernen für die großvolumige Speicherung von Wasserstoff in Nordwestdeutschland. Die anvisierte Speicherkapazität liegt in einem ersten Schritt bei 250 bis 600 GWh und soll dem Markt vor Ende 2030 zur Verfügung stehen. Hierzu werden derzeit laut Uniper bestehende Standorte und mögliche neue Standorte entlang des geplanten Wasserstoff-Kernnetzes einer detaillierten Untersuchung unterzogen.
„Wir verfügen in Deutschland, Österreich und im UK über insgesamt mehr als 80 TWh untertägige Speicherkapazitäten für Erdgas. Damit ist Uniper einer der größten Speicherbetreiber in Europa. Im Zuge des Wasserstoffhochlaufs wollen wir einen Teil unserer Speicherkapazitäten umwidmen sowie neue Speicheranlagen errichten“, erklärt Doug Waters, Geschäftsführer Uniper Energy Storage. So könnten erneuerbare Energien in Form von Wasserstoff für die schwer zu elektrifizierende Industrie gespeichert und später potenziell für die Langzeitspeicherung von Energie genutzt werden, „um ein besseres Management der volatilen erneuerbaren Erzeugung zu ermöglichen“.
Umrüstung und Neubau von Untertageanlagen
Wasserstoff könnte eine entscheidende Rolle bei der Energiewende spielen. Die ab 2030 geplante stabile und zuverlässige Versorgung des Marktes mit Wasserstoff bei gleichzeitig schwankender Produktion wird wesentlich durch den Bau und Betrieb von großvolumigen Wasserstoffspeichern ermöglicht. Uniper: Die Transformation des Energiesystems erfordert dazu jetzt eine schnelle bedarfsgerechte Umrüstung bestehender Untertageanlagen sowie deren Neubau.
Die Inbetriebnahme eines ersten kommerziellen Wasserstoffspeichers in Krummhörn ist laut Uniper für das dritte Quartal 2029 geplant. Dafür ist in den nächsten fünf Jahren ein zusätzliches Investitionsvolumen von rund 200 Millionen Euro in die Errichtung der Obertage- und Adaption der Untertageanlagen vorgesehen. Perspektivisch ist auch eine Erweiterung des Standorts auf höhere Speicherkapazitäten nach 2030 möglich. Bis Ende 2030 sollen Wasserstoffspeicher mit einer Gesamtkapazität von bis zu 600 GWh errichtet werden und in Betrieb gehen.
„Die Speicherung von reinem Wasserstoff in Kavernenspeichern hat, im Gegensatz zu anderen Methoden der großvolumigen Speicherung von Wasserstoff, bereits heute einen industriellen Reifestatus im Großmaßstab erlangt“, betont Uniper. Kavernenspeicher können sowohl kurz-, mittel- und langfristige Produktions- und Bedarfsschwankungen ausgleichen und „sind aufgrund ihrer schnellen Ein- und Ausspeicherung sehr leistungsstark und effizient. Zudem gewährleisten sie die notwendige Versorgungssicherheit“.
Schlüsselrolle der Armaturen bei der Transformation
Armaturen und Antriebe nehmen bei der Transformation eine Schlüsselrolle ein, da sie entlang der kompletten Wasserstoff-Prozesskette eingesetzt werden. Der Wasserstoffmarkt ist daher auch für die Ventilbranche ohne Zweifel attraktiv – allerdings mit hohen Erwartungen an Konstruktion, Qualität und Materialbeständigkeit verbunden. Zum Beispiel aufgrund der hohen Explosionsfähigkeit. Daher werden höchste Standards bei der Armaturenauswahl gefordert – eine innere und äußere Dichtheit ist also von größter Wichtigkeit.
Eine zentrale Rolle nimmt die geeignete Materialauswahl ein, um beispielsweise die Wasserstoffversprödung zu vermeiden. Entscheidend sind ebenfalls konstruktive Maßnahmen, um die Dichtheit der Armaturen gegenüber dem kleinmolekularen Wasserstoff langfristig zu gewährleisten.
Mit Blick auf den boomenden Wasserstoffmarkt erwartet die Armaturenbranche also ein großes Potenzial.
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