Noch ist das Projekt H2Cast Etzel, in dem das Speicherunternehmen Storag Etzel mit Partnern wie der staatseigenen niederländischen Gasunie die Umrüstung von zwei Salzkavernen zur Wasserstoffspeicherung testet, nicht abgeschlossen. Aber schon jetzt lässt sich sagen: Es ist machbar. D

ie Kavernen wurden umgerüstet und werden derzeit im Dachbereich mit rund 90 Tonnen Wasserstoff befüllt. Die anvisierten Meilensteine haben die Projektpartner weitgehend planmäßig erreicht. Doch die Rahmenbedingungen sind schwierig, wie aus einem aktuellen Projektbericht hervorgeht. 

Gestartet ist das Projekt, das die Machbarkeit der Umrüstung von großvolumigen unterirdischen Speichern für Wasserstoff demonstrieren und die Eignung der Salzkavernen in Etzel (Niedersachsen) für die Wasserstoffspeicherung nachweisen will, im Jahr 2022. Das Besondere: Im Testbetrieb können − neben verschiedenen Verfahren zur Wasserstoffreinigung − durch die Kopplung von zwei Kavernen Ein- und Ausspeicherzyklen unter Realbedingungen erprobt werden, ohne dass eine Pipelineanbindung an das Wasserstoff-Transportnetz vorhanden ist.
 Möglich wird das, weil der angelieferte gasförmige Wasserstoff bei der Einspeicherung über den Kavernenkopf und die Bohrungsverrohrung die Sole aus den Kavernen verdrängt. Dieser Vorgang kann auch umgekehrt werden: Sole wird dann aus dem Kavernenfeld in die Kavernen zurückgepumpt.

Der verdrängte Wasserstoff wird dabei in eine der beiden Kavernen umgelagert, welche in dieser Betriebsart als „Wasserstoffpipeline“ fungiert, sodass das nutzbare Speichervolumen stufenlos variiert und weitere Speicherkapazität kurzfristig zur Verfügung gestellt werden kann. Ein derartiges Vorgehen ist nach Angaben der Projektpartner bisher einzigartig.

„Technisch gasdicht“

Die Forschenden haben im Projekt zunächst das Trag- und Dichtigkeitsverhalten des Salzgesteins sowie die Materialeignung der Bohrungsausrüstung untersucht und dabei mehrere Gasdichtheitstests mit Stickstoff und mit Wasserstoff durchgeführt. Die Kavernen sind „technisch gasdicht“, so das Ergebnis.

Die Integrität wurde durch einen Sachverständigen überprüft, seither läuft ein intensives Monitoring. Auch die Stahlwerkstoffe der Bohrungsausrüstung zeigten in ausführlichen Tests keine oder nur geringe Effekte durch die Wasserstoffbeladung.

Grundsätzlich sollte es also möglich sein, eine Vielzahl der insbesondere im Norden Deutschlands zahlreich vorhandenen Kavernenspeicher auf den Wasserstoffbetrieb umzurüsten. Doch noch gilt es, einige Hürden zu überwinden. So ist beispielsweise nicht geklärt, inwieweit sich bestehende Zulassungen von Kavernen für die Erdgaspeicherung auf die Nutzung als Wasserstoffspeicher übertragen lassen.

Dabei sei angesichts der hohen Investitionen bei der Umrüstung von Speichern, die bereits in der Planungsphase anfallen, Rechtssicherheit unbedingt erforderlich, betonen die Projektpartner.

Am Standort Etzel werde daher für die zukünftig geplante Umrüstung des gesamten Kavernenspeichers ein Planfeststellungsverfahren mit Umweltverträglichkeitsprüfung und Öffentlichkeitsbeteiligung durchgeführt, um die erforderliche Rechtssicherheit für langfristige Investitionen zu schaffen. Der Gesetzgeber, heißt es in dem Bericht, sei hier gefragt, im Zuge von künftigen Gesetzesnovellierungen für die nötige Klarheit zu sorgen.

Fehlende Infrastruktur

Eine weitere Herausforderung ist die begrenzte Verfügbarkeit von Wasserstoff und die noch fehlende Infrastruktur. Rund 90 Tonnen Wasserstoff waren für die Erstbefüllung der beiden Kavernen in Etzel notwendig, wobei zunächst nur der Dachbereich der Kavernen genutzt wird. Über Distanzen von bis zu 1.000 Kilometern wurde der Wasserstoff angeliefert, denn noch fehlte die lokale Produktion.

Auch geeignete Hochdrucktrailer und Abfüllstationen standen zu Beginn der Befüllung 2023 nur begrenzt zur Verfügung und die vorhandenen Trailer unterschieden sich in ihren Ausrüstungsstandards. Das machte den Bau einer Übergabestation notwendig, die den Anschluss der Hochdrucktrailer (350 bar) an den Kavernenkopf ermöglichte.

All das: lösbare Probleme, zumal die Projektbeteiligten mittlerweile auch einen lokalen Wasserstofflieferanten gewinnen konnten, was die Logistik- und Produktionskosten deutlich senkt. Für eine vollständige Befüllung einer Kaverne aber ist die Belieferung mit Trailern keine Option, wären dafür doch Tausende Trailerladungen − statt wie im Pilotprojekt etwa 200 − notwendig.

Ein enormer Aufwand, auch finanziell: Beim Transport des Wasserstoffs mittels Tanklastwagen machen die Transportkosten rund die Hälfte der Wasserstoffgesamtkosten aus. Eine Pipelineanbindung, so der Bericht, sei demnach unverzichtbar − und ist mit dem vorgesehenen Anschluss an das H2-Kernnetz auch geplant.

Obertagetestanlage für Frühjahr geplant

Der nächste Meilenstein im Projekt ist die für Frühjahr 2026 geplante Inbetriebnahme der durch Gasunie entwickelten Obertagetestanlage. Diese soll Effizienz und Betriebssicherheit verschiedener Technologien zur Entfernung von Verunreinigungen aus dem Speichergas testen − eine weitere Herausforderung, müssen die Anlagen für Gasaufbereitung, Verdichtung und Qualitätsüberwachung für Wasserstoff doch neu errichtet werden.

„Die untertägige H2-Speicherung in Salzkavernen ist aus technischer Sicht mit Ausnahme des Energiegehaltes vergleichbar mit der Speicherung von Erdgas, was eine Umrüstung von bestehenden Speichern grundsätzlich ermöglicht“, fasst Projektleiter Carsten Reekers die ersten Zwischenergebnisse zusammen. Die „wirklichen Herausforderungen“ des Speicherhochlaufs lägen jetzt in den Kosten und der Wirtschaftlichkeitslücke zu anderen Energieträgern.

Erst eine verbindliche Speicherstrategie mache Investitionsentscheidungen möglich. Es brauche einen Marktrahmen ebenso wie entsprechende Finanzierungsinstrumente, Förderungen für den Aufbau der heimischen Wasserstoffproduktion und den Import von Derivaten ebenso wie die Anbindung der Speicher an das H2-Kernnetz.

Dann könnten die Kavernen als notwendige „Puffer“ in der Energiebereitstellung dienen, die Aufrechterhaltung eines ausgeglichenen Druckniveaus im Gasnetz ermöglichen und zur Versorgungssicherheit beitragen. „Deutschland hat die besten Voraussetzungen für Untergrundspeicher, sagt Reekers, „auch für H2!“