Weltneuheit: Energiespeicherung von Wasserstoff in Kavernen

Die Speicheranlage soll nach Ende des auf zwei Jahre angelegten Forschungsprojekts am Betriebsstandort Bad Lauchstädt (Sachsen- Anhalt) des Gasspeicherbetreibers VNG Gasspeicher GmbH (VGS) errichtet und anschließend in den Forschungsbetrieb überführt werden. Die Anlage wäre der erste Wasserstoff-Kavernenspeicher in Kontinentaleuropa und der erste Kavernenspeicher weltweit, der Grünen Wasserstoff aus erneuerbaren Energien speichert. Durch die standortspezifisch günstige Lage kann die Kaverne über eine bestehende, ggf. umzuwidmende Gaspipeline der ONTRAS Gastransport GmbH (ONTRAS) an die bestehende Wasserstoff- infrastruktur im mitteldeutschen Chemiedreieck (Leuna-Schkopau- Bitterfeld) angeschlossen werden.

Modellregion für Wasserstoff

Die Forschungskaverne bei Bad Lauchstädt ist Teil eines Gesamt- konzepts zum Aufbau einer Modellregion für Wasserstoff in den neuen Bundesländern. Im Mittelpunkt des Konzepts steht die Versorgung der Modellregion mit Grünem Wasserstoff. Dieser soll mit Hilfe von Power-to-Gas-Technologien (Großelektrolyseure) aus erneuerbarer elektrischer Energie gewonnen werden. Über die Gasinfrastruktur soll der Grüne Wasserstoff zu den Abnehmern in der chemischen Industrie, im Mobilitätssektor und in der urbanen Energieversorgung gelangen. „Zudem können wir Grünen Wasserstoff aus Überkapazitäten der erneuerbaren Stromproduktion in der Kaverne speichern und bei Bedarf wieder ausspeisen. So erhalten wir einen saisonalen Groß- speicher, der in Kombination mit Power-to-Gas eine in diesem Umfang einzigartige Möglichkeit bietet, um bei der Versorgung mit fluktu- ierenden erneuerbaren Energien Engpässe zu vermeiden und damit Versorgungssicherheit zu gewährleisten“, erläutert Stefan Bergander, Projekt- und Innovationsmanager beim HYPOS e. V.

Begleitprojekt zu Grundlagen der Wasserstoffspeicherung

Bereits seit September 2018 läuft das HYPOS-Begleitforschungsprojekt „H2-UGS“, in welchem die Grundlagenuntersuchungen zur Wasser- stoffspeicherung in Kavernen vorgenommen werden. Die Projekt- ergebnisse sollen als Leitfaden für die Errichtung von Wasserstoff- untergrundgasspeichern unmittelbar in das Projekt „H2-Forschungs- kaverne“ einfließen.

Das Projekt

An dem Forschungsprojekt „H2-Forschungskaverne“ sind neben den Gasinfrastrukturbetreibern VGS und ONTRAS das DBI – Gastechno- logisches Institut gGmbH Freiberg, das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS, die IfG – Institut für Gebirgsmechanik GmbH sowie als assoziierte Partner die Linde AG sowie die Terrawatt Planungsgesellschaft mbH beteiligt. Alle Projekt- partner sind Mitglied im HYPOS-Konsortium. HYPOS erforscht alle Aspekte entlang der Wertschöpfungskette zum Grünen Wasserstoff, um den Beitrag von regenerativ erzeugtem Wasserstoff als Schlüssel- energieträger der Energiewende weiter zu erhöhen. Das Projekt wird im Rahmen der Forschungsinitiative Zwanzig20 des Bundesminis- teriums für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und umfasst ein Gesamtbudget von circa 1,3 Millionen Euro.

ÜBER DIE PROJEKTPARTNER

Die VNG Gasspeicher GmbH (VGS) ist mit derzeit rund 2,2 Milliarden Kubikmetern  nutzbaren  Speicherkapazitäten  der  drittgrößte  Speicher- betreiber in Deutschland. Als 100-prozentige Tochtergesellschaft der VNG AG mit Sitz in Leipzig verfügt VGS über nahezu 50 Jahre  Erfahrung mit dem Errichten und Betreiben von Untergrundgas- speichern und den damit zusammenhängenden technologischen Prozessen. Das Kerngeschäft der VGS ist der Betrieb von Speicher- anlagen  und  die  Vermarktung  von  Speicherkapazitäten.  Daneben fungiert VGS als technischer Betriebsführer für Speicheranlagen Dritter und erbringt in den Bereichen Anlagenbau und Messtechnik ingenieur- technische Dienstleistungen für ihre Kunden. Mehr unter www.vng-gasspeicher.de.

Die ONTRAS Gastransport GmbH ist ein überregionaler Fernleitungsnetzbetreiber im europäischen Gastransportsystem mit Sitz in Leipzig. Für den Gastransport der Kunden betreibt ONTRAS Deutschlands zweitlängstes Ferngasnetz mit über 7.000 Kilometern Leitungslänge  und  rund  450  Netzkopplungspunkten.  Das  Unternehmen vereint als verlässlicher Partner die Interessen von Transportkunden, Händlern,  regionalen  Netzbetreibern  und  Erzeugern  regenerativer Gase. 22 Biogasanlagen und zwei Power-to-Gas-Anlagen speisen grüne Gase (Biomethan, synthetisches Methan bzw. Wasserstoff) insONTRAS-Netz ein. Mehr unter www.ontras.com.

Die DBI – Gastechnologisches Institut gGmbH Freiberg ist eine Forschungseinrichtung des DVGW Deutsche Vereinigung des Gas- und Wasserfaches e.V. Sie erforscht in zahlreichen Projekten die gesamte Versorgungskette  gasförmiger  Energieträger.  Seit  2005  wurden Projekte zur Integration von Grünem Wasserstoff bearbeitet. Die Erfahrungen reichen von der Untergrundgasspeicherung, über den Transport bis hin zu Wasserstoff-Nutzungstechnologien in Industrie und Haushalten. Mehr unter www.dbi-gruppe.de.

Das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS betreibt angewandte Forschung im Bereich der Materialeffizienz und ist Impulsgeber, Innovator und Problemlöser für die Industrie und für öffentliche Auftraggeber in den Bereichen Zuverlässigkeit, Sicherheit, Lebensdauer und Funktionalität von Werkstoffen in Bauteilen und Systemen. Die Kernkompetenzen liegen im Bereich der Charakterisierung von Werkstoffen bis auf die atomare Skala sowie in der Materialentwicklung. Mehr unter www.imws.fraunhofer.de.

Das IfG – Institut für Gebirgsmechanik GmbH (IfG) ist ein unabhängiges mittelständisches Unternehmen, das zu den weltweit führenden Unternehmen  für  die  Bearbeitung  geomechanischer  Fragestellungen zur Nutzung von Salzformationen, z.B. Salzbergbau, Speicher- und Deponieprojekte gehört. Mit den strikt interdisziplinär ausgerichteten Arbeitsbereichen der numerischen und experimentellen Geomechanik sowie den geotechnischen In-situ-Messungen wird das zur Bearbeitung geomechanischer  Fragestellungen  notwendige  Leistungsspektrum vollständig abgedeckt. Davon ausgehend wird das IfG für das Projekt „H2-Forschungskaverne“ vor allem geomechanische Simulations- rechnungen zur Bewertung der Stabilität und Integrität der geplanten Wasserstoffkaverne durchführen. Mehr unter www.ifg-leipzig.com.