Drei Verbände der deutschen Gasbranche haben eine Studie vorgelegt, in der untersucht wird, wie bestehende unterirdische Erdgasspeicher künftig für die Nutzung von Wasserstoff umgerüstet werden können. Für die Mehrzahl der bestehenden Gasspeicher wäre eine Umrüstung demnach wohl machbar, ausreichen wird das aber nicht. Es müssten auch neue Speicher gebaut werden.
Auftraggeber waren der Speicherverband Ines sowie die Erdgas-Branchenverbände DVGW und BVEG. Durchgeführt hat die Studie das Gastechnologische Institut der DVGW-Tochter DBI im sächsischen Freiberg.
Wasserstoff gilt als wichtiger Baustein einer künftigen Energiewende, er soll beispielsweise in der Stahl- und Chemieindustrie eingesetzt werden. Er könnte zudem als Langzeit-Stromspeicher dienen, um die fluktuierende Erzeugung durch Wind- und Solarenergie auszugleichen.
Dabei gilt es als vielversprechende Möglichkeit, bisherige Erdgasinfrastruktur künftig für Wasserstoff zu nutzen. An einigen Standorten von Erdgasspeichern gibt es bereits Forschungsprojekte, bei denen eine mögliche Nutzung als H2-Speicher getestet werden soll.
Bei den Erdgasspeichern unterscheidet man zwei Arten: Kavernenspeicher, bei denen das Gas in großen unterirdischen Hohlräumen in Salzgestein gelagert wird, und Porenspeicher, bei denen das Gas in die Hohlräume in porösem Gestein gepresst wird.
Studie rechnet mit veraltetem Klimaziel
In der Studie wird im Detail diskutiert, wie eine Umrüstung von Erdgas- zu Wasserstoffspeichern technisch ablaufen könnte. Dabei kommen die Studienautoren zu dem Schluss, dass eine Umrüstung für Kavernenspeicher auf jeden Fall machbar wäre.
Bei den Porenspeichern sieht es jedoch anders aus. Ob auch sie für eine Umrüstung infrage kommen, müsste man im Einzelfall prüfen, so die Autoren. Sie gehen aber davon aus, dass etwa ein Viertel der in Deutschland bestehenden Erdgas-Porenspeicher künftig Wasserstoff speichern könnte.
In Deutschland gibt es bislang 31 Kavernenspeicher und 16 Porenspeicher. Sprich: Die Kavernenspeicher, bei denen eine Umrüstung wohl einfacher möglich wäre, sind in der Mehrzahl.
Die Studienautoren haben in mehreren Modellierungen betrachtet, was das für den künftigen Wasserstoff-Speicherbedarf bedeutet. Sie haben sich dabei an den Langfristszenarien für Klimaneutralität orientiert, die im Auftrag des Wirtschaftsministeriums der vorigen Bundesregierung erarbeitet wurden.
Dabei muss man allerdings bedenken, dass diese Langfristszenarien noch von einem Zieljahr für Klimaneutralität bis 2050 ausgehen. Noch von der alten Bundesregierung wurde unter dem Druck eines Verfassungsgerichtsurteils ein neues Klimaschutzgesetz beschlossen, das dieses Zieljahr auf 2045 vorzieht.
Autoren sehen Bedarf für bis zu 40 neue H2-Speicher
Je nach Szenario wäre laut Studie ein Neubau von 15 bis 40 neuen Kavernenspeichern nötig. Da solche Speicher teilweise deutlich unterschiedliche Größen haben, wurde in der Studie für einen Speicherneubau die durchschnittliche Größe der bisherigen Speicher angenommen.
Die ersten umgerüsteten Wasserstoffspeicher würden dabei je nach Szenario im Jahr 2025 oder 2027 in Betrieb gehen, die Nutzung von neu gebauten Speichern wäre erst 2042 oder 2047 nötig.
Um diesen Neubau von Speichern zu vermeiden und die nicht umrüstbaren Porenspeicher zu nutzen, betrachten die Studienautoren zwei weitere Szenarien. Dabei nehmen sie an, dass diese Speicher mit Methan weitergenutzt werden.
Das Methan soll anschließend durch Pyrolyse ebenfalls in Wasserstoff umgewandelt werden. Hierbei entsteht als Nebenprodukt reiner Kohlenstoff. Dann käme man mit weniger oder komplett ohne Speicherneubau aus.
Bei der Methanpyrolyse muss man zur Beurteilung der Klimawirkung genau betrachten, wo das Methan herkommt, wie hoch die Leckagen sind und was mit dem anfallenden Kohlenstoff passiert.
"Klimaneutrales" Methan als Ausweg?
Die Autoren der vorgelegten Studie sprechen von "klimaneutralem Methan", ohne das allerdings weiter auszuführen. Dabei könnte es sich um Biogas oder synthetisch hergestelltes Methan handeln.
Beides ist allerdings nicht unproblematisch: Bei Biogas sind die Potenziale aus Abfällen begrenzt und der Anbau von Energiepflanzen konkurriert mit anderen Verwendungen der Fläche. Die synthetische Produktion von Methan wiederum ist sehr energieaufwendig.
Zumindest an geologischen Salzformationen, in denen sich Kavernenspeicher bauen lassen, mangelt es in Deutschland nicht. Die Untersuchung verweist auf frühere Forschungsprojekte, denen zufolge man theoretisch je nach angenommenem Bedarf das 45- bis 70-Fache der benötigten Speichermenge bauen könne.
