Ran an die Moleküle Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft

Daniel Muthmann ist sich sicher: „Wasserstoff, vorzugsweise aus erneuerbaren Quellen, ist neben erneuerbarem Strom ein wesentlicher Schlüssel für das Gelingen der Energiewende.“ Der Bereichsleiter Unternehmensentwicklung, Kommunikation und Politik bei Open Grid Europe (OGE) betont, dass sein Unternehmen eine ganzheitliche und effiziente Energiewende mitgestalten will.

In diesem Zusammenhang verweist Muthmann auf die Tatsache, dass vom aktuellen Energiebedarf in Deutschland mit rund 2.600 TWh nur etwa 20 Prozent auf Elektronen entfallen, aber 80 Prozent auf Moleküle (Gas und Flüssigkeiten). Von den 20 Prozent Elektronen als Synonym für Strom stammten lediglich 43 Prozent aus regenerativen Quellen, der wiederum mangels Speicherbarkeit nicht grundlastfähig sei. Seine Schlussfolgerung lautet: „Wir müssen an die 80 Prozent Moleküle ran, denn auch mit einer Steigerung der Energieeffizienz werden wir molekulare Energieträger benötigen für eine bezahlbare und sichere Energieversorgung“.

Für dieses Vorhaben gilt es, die vorhandene Gasinfrastruktur energiewendedienlich weiterzuentwickeln. „Die Potenziale der Gasinfrastruktur, wie Pipelines und auch Speicher, in Kombination mit Wasserstoff liegen auf der Hand“, sagt der Bereichsleiter. Damit man möglichst bald starten kann, wünscht sich Muthmann schnelle politische Entscheidungen noch in dieser Legislaturperiode – insbesondere zur Regulierung öffentlich zugänglicher Wasserstoffnetze. Das Bundeswirtschaftsministerium hat mit einer aktuell diskutierten EnWG-Novelle kürzlich erste Schritte formuliert. Es fehlt – so Muthmann – aber noch ein Finanzierungsrahmen, damit Investitionen auch getätigt werden können.

Bei seinen Vorhaben hat OGE nicht nur das eigene Unternehmen, sondern gleichzeitig die gesamte Wertschöpfungskette einer Wasserstoffwirtschaft und den europäischen Kontext im Blick. So geht man etwa im Rahmen der European Hydrogen Backbone Initiative (EHB) gemeinsam mit führenden Gasnetzbetreibern in Europa von einem Investitionsvolumen von 27 bis 64 Milliarden Euro für ganz Europa bis 2040 aus (75 Prozent Umstellung, 25 Prozent Neubau). Das wiederum entspricht laut Muthmann Kosten von 0,09 bis 0,17 Euro pro kg pro 1000 km transportierten Wasserstoffs. Sein Fazit lautet: „Damit kann der EHB den Beweis erbringen, dass Wasserstofftransport kostengünstig und über weite Strecken möglich ist. Die vorhandene Gasinfrastruktur wird so zum Wettbewerbsvorteil für Europa, denn wir können kostengünstige Quellen für Wasserstoff – etwa in der Nordsee oder in Südeuropa – mit den Verbrauchersektoren in unseren Industrieländern verbinden, was Wettbewerb- und Versorgungssicherheit schafft. “

Startschuss für den Hochlauf

Mit diversen Projekten treibt der Ferngasnetzbetreiber die grüne Wasserstoffwirtschaft voran. Ein wichtiges darunter nennt sich GET H2 Nukleus. Laut der Projektpartner – dazu zählen neben OGE auch BP, BASF, RWE oder Uniper – soll dies den Kern für eine deutschlandweite öffentlich zugängliche Wasserstoffinfrastruktur bilden. Der Plan sieht vor, dass ein rund 130 Kilometer langes Netz von Lingen bis Gelsenkirchen die Erzeugung von grünem H2 mit industriellen Abnehmern in Niedersachsen und NRW verbindet.

Zur Produktion der grünen Moleküle aus Windstrom soll am RWE Kraftwerksstandort im niedersächsischen Lingen eine Elektrolyseanlage mit einer Leistung von mehr als 100 MW errichtet werden. Bestehende Gasleitungen der Fernleitungsnetzbetreiber Nowega und OGE werden auf den Transport von 100 Prozent Wasserstoff umgestellt. Evonik errichtet zudem einen Teilneubau. Diese Leitungen transportieren den klimaneutralen Rohstoff zu den Abnehmern in den Chemieparks und Raffinerien in Lingen, Marl und Gelsenkirchen.

„Unser Ziel ist es, dass sich zeitnah eine Wasserstoffwirtschaft in Deutschland entwickelt. GET H2 Nukleus ist der Startschuss für den Hochlauf“, betont Muthmann. Wie er berichtet, sind zahlreiche Bausteine bis zur geplanten Realisierung Ende 2023 bereits angestoßen: „TÜV-Studien für die ersten umzustellenden Leitungen liegen vor, wir sind im Austausch mit den zuständigen Genehmigungsbehörden und erste Vorbereitende Maßnahmen werden getroffen.“ Nun warte man zeitnah auf den entsprechenden gesetzlichen und regulatorischen Rahmen als Grundlage für nötige Investitionsentscheidungen.

Nachhaltiger fliegen, bauen und heizen

Ein weiteres Projekt, mit dem man in neue Dimensionen vorstoßen will, ist das Reallabor Westküste 100. Die Projektgemeinschaft – bestehend aus EDF Deutschland, Holcim Deutschland, OGE, Ørsted, Raffinerie Heide, Stadtwerke Heide und thyssenkrupp Industrial Solutions – will aus Offshore-Windenergie grünen Wasserstoff produzieren und die dabei entstehende Abwärme nutzen. Im Anschluss soll der in einer Elektrolyseanlage, zunächst mit einer Leistung von 30 MW, erzeugte Wasserstoff sowohl für die Produktion klimafreundlicher Treibstoffe für Flugzeuge genutzt als auch in Gasnetze eingespeist werden. Zur Treibstoffherstellung wird zudem unvermeidbares CO₂ aus der regionalen Zementproduktion für den Herstellungsprozess eingesetzt. Das Besondere und Innovative an diesem Reallabor-Projekt ist laut Projektbeschreibung „die Verzahnung unterschiedlicher Stoffkreisläufe innerhalb einer bereits bestehenden regionalen Infrastruktur“.

OGE ist für die Planung und Errichtung der Transportinfrastruktur zuständig. So entsteht eine rund 4,5 km lange Leitung, die im ersten Teil aus Stahl und im zweiten Teil aus Kunststoff mit einer speziellen Innenbeschichtung besteht. Außerdem sind eine Mess-, Druckreduzier- sowie Druckregel- und Messanlage mit entsprechenden elektrischen Einrichtungen geplant. Diese Leitung ermöglicht die Versorgung einer H2-Tankstelle am geplanten Autohof und der Stadtwerke Heide, um teilweise H2 in deren bestehendes Erdgasnetz einzuspeisen.

„Ziel des Projektes ist die Planung und Errichtung einer H2-Pipeline nach dem anerkannten DVGW-Regelwerk“, erläutert Muthmann. Darüber hinaus erwartet er sich weitere Erkenntnisgewinne beim Bau und Betrieb einer H2-Pipeline, insbesondere besteht der Wunsch, diese auf künftige Projekte zu übertragen.

Das im August 2020 gestartete Projekt befindet sich aktuell in der Lastenhefterstellung. Außerdem werden derzeit die möglichen Trassenverläufe geplant und die Schnittstellen zu den Projektpartnern definiert. Als nächste Schritte stehen Vermessungsarbeiten an. „Spätestens Mitte des Jahres wird mit der Entwurfsplanung gestartet“, berichtet Muthmann. Zudem würden im Gesamtvorhaben aktuell vorbereitende Maßnahmen für eine Ende 2021 anstehende finale Investitionsentscheidung getroffen.

Klimaneutrale Stahlproduktion

Ein weiteres Projekt, an dem OGE beteiligt ist, hört auf den Namen H2morrow. Hier arbeitet der Ferngasnetzbetreiber zusammen mit Thyssenkrupp Steel Europe daran, klimaneutral erzeugten Wasserstoff von einer geplanten Reformeranlage zum Stahlwerk in Duisburg-Hamborn zu bringen. Im Vorfeld hatten OGE und das norwegische Unternehmen Equinor in einer gemeinsamen Machbarkeitsstudie Potenziale von Wasserstoff für eine dekarbonisierte Industrie eruiert. Der Plan sieht vor, bis 2030 die Industrie und andere Endkunden in NRW mit jährlich 8,6 TWh dekarbonisierten Wasserstoff aus Erdgas versorgen zu können.

„Die großen, zeitnah, kostengünstig und versorgungssicher verfügbaren Mengen an klimaneutralem Wasserstoff ermöglichen den Aufbau einer großskaligen Infrastruktur und eines aktiven und liquiden Wasserstoffmarkts“, erläutert OGE-Experte Muthmann. Dabei gebe die diskriminierungsfrei zugängliche Infrastruktur auch kleineren Teilnehmern die Möglichkeit zum überregionalen Wasserstoff-Handel.

Das Konzept dafür steht soweit: „Eine technisch realisierbare Lösung für die Wertschöpfungsstufen Produktion, Transport und Verbrauch ist erarbeitet und kann kurzfristig umgesetzt werden“, berichtet der Bereichsleiter.

In einem nächsten Schritt gelte es, die finanziellen Rahmenbedingungen so zu erarbeiten, dass alle beteiligten Unternehmen an ihren jeweiligen Märkten wettbewerbsfähig seien, berichtet Muthmann. Aufgrund des großen Investitionsbedarfs sind nach seiner Einschätzung insbesondere bei Thyssenkrupp angemessene Förderprogramme vonnöten. Die aktuellen Prozesse zum Wasserstoff-IPCEI ist laut OGE hierbei ein Schritt in die richtige Richtung. Mit diesem Programm soll auf europäischer Ebene eine ähnliche Förderung aufgebaut werden wie für die Batteriezellfertigung und Mikroelektronik.