Im Rahmen des Projekts wurde ein 100 m3 großer Wasserstoffspeicher in einer mit Stahl ausgekleideten Felskaverne in Svartöberget in Nordschweden in der Nähe der HYBRIT-Direktreduktionsanlage zur Herstellung von Eisenschwamm in Luleå errichtet. Die jetzt abgeschlossenen Tests zeigen, dass die Speichertechnologie für industrielle Maßstäbe geeignet ist und dass Einsparungen von etwa 25 bis 40 Prozent der variablen Betriebskosten bei der Wasserstofferzeugung erzielbar sind. Der Pilotspeicher wurde beschleunigten mechanischen Tests unterzogen, die einer Betriebsdauer von etwa 50 Jahren entsprechen. In diesem Rahmen konnten die Sicherheit, Funktionalität und Leistungsfähigkeit der Anlage erfolgreich nachgewiesen werden.
„Das Pilotprojekt war sehr erfolgreich und hat die erhofften Ergebnisse gebracht. Wir konnten nachweisen, dass diese Technologie auch das Potenzial hat, das Elektrizitätssystem flexibler aufzustellen, und dass es sich um ein sicheres technologisches Konzept handelt, das über lange Zeit Bestand hat. Die Wasserstoffspeicherung ist ein wichtiger Baustein für die Elektrifizierung industrieller Prozesse, während gleichzeitig der Anteil wetterabhängiger Stromerzeugung steigt. Mit den Ergebnissen und Erfahrungen aus dem Pilotprojekt ist die Technologie nun bereit, hochskaliert zu werden“, sagt Mikael Nordlander, Head of Development für Vattenfalls Industriepartnerschaften.
Weg von fossilen Brennstoffe, hin zu fossilfreiem Strom
Durch künftige fossilfreie Industrieprozesse, die Wasserstoff aus fossilfreiem Strom anstelle fossiler Brennstoffe verwenden, wird sich die Abhängigkeit der Industrie vom Elektrizitätssystem erhöhen. Zudem ist die sichere Wasserstoffversorgung ein entscheidender Faktor. Der Hauptzweck eines Wasserstoffspeichers besteht darin, die Wasserstoffproduktion an die Schwankungen des Strommarktes anpassen zu können. Die Kosten der Wasserstoffproduktion werden optimiert, indem bei niedrigen Strompreisen Wasserstoff über die Nachfrage hinaus hergestellt und gespeichert wird, während bei hohen Preisen die Wasserstoffproduktion zurückgefahren und der gespeicherte Wasserstoff verwendet wird.
Die HYBRIT-Initiative wurde 2016 von den Eigentümern SSAB, LKAB und Vattenfall mit dem Ziel ins Leben gerufen, die weltweit erste fossilfreie, erzbasierte Eisen- und Stahlproduktion mit fossilfreiem Strom und Wasserstoff zu entwickeln. Die Stahlindustrie steht aktuell für 7 Prozent der weltweiten CO2-Emissionen. Mit der HYBRIT-Technologie kann der Stahlproduzent SSAB die Kohlendioxidemissionen in Schweden um 10 Prozent und in Finnland um 7 Prozent senken.
Die schwedische Energieagentur hat 22 Prozent des Wasserstoffspeicherprojekts kofinanziert, der Rest wurde von den Eigentümern übernommen.
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Fakten zum Wasserstoff-Pilotspeicher
Der Wasserstoff-Pilotspeicher Svartöberget ist mit Unterbrechungen seit 2022 in Betrieb, jeweils in Kampagnen von 3 bis 6 Wochen. Es wurden rund 3.800 Betriebsstunden mit kombinierter Wasserstofferzeugung und -speicherung mit 94 Prozent Verfügbarkeit erreicht.
Die Wahl des Materials zur Abdichtung der Felskaverne war bei diesem Projekt eine der wichtigsten Fragen. Das ausgewählte Stahlmaterial ist nachweislich wasserstoffbeständig. Aus der Abdichtungsschicht des Speichers (stahlummantelte Felskaverne) ist kein Wasserstoff ausgetreten.
Der Pilotspeicher wurde beschleunigten mechanischen Tests unterzogen, die einer Betriebsdauer von etwa 50 Jahren entsprechen.
Der optimierte Betrieb des Speichers erfolgte in Echtzeit sowohl auf dem Spot- als auch auf dem Intraday-Markt. In der Praxis wurden Einsparungen von 26-31 Prozent der variablen Betriebskosten nachgewiesen. Simulationen von Zukunftsszenarien für den schwedischen Strommarkt zeigen, dass von Einsparungen von etwa 25-40 Prozent bei den variablen Betriebskosten auszugehen ist, wenn die ersten kommerziellen Anlagen in Betrieb genommen werden.
HYBRIT hat das Pilotprojekt zur Speicherung von fossilfreiem Wasserstoff bis 2026 verlängert, um durch zusätzliche Tests die Voraussetzungen für die Entwicklung kommerzieller Wasserstoffspeicher weiter zu verbessern.
