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Enerige & Management > Wasserstoff - DLR und EWE erproben Wasserstoff-Kavernen
Bild: Fotolia
WASSERSTOFF:
DLR und EWE erproben Wasserstoff-Kavernen
Wie sich große Mengen an grünem Wasserstoff in unterirdischen Salzkavernen speichern lassen, erforscht das Deutsche Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) im Projekt „HyCAVmobil“.
 
Ein wesentlicher Bestandteil einer zukünftigen Wasserstoffinfrastruktur werden große Speicher sein. Denn damit lassen sich saisonale Nachfragespitzen, wie der Beginn der Heizperiode oder Dunkelflauten, sicher abdecken. „Deutschland verfügt bereits heute über Erdgasspeicher in unterirdischen Salzkavernen. Zusammen mit EWE Gasspeicher prüfen wir, wie wir diese auch für Wasserstoff nutzen können,“ erklärt Prof. Carsten Agert, Direktor des DLR-Instituts für Vernetzte Energiesysteme in Oldenburg.

Zur Optimierung von Materialien, Komponenten, Betriebsweisen und Nutzeranforderungen baut EWE Gasspeicher im brandenburgischen Rüdersdorf bei Berlin in rund 1.000 Metern Tiefe einen kleinen Kavernenspeicher im Salzgestein. Dort soll ausschließlich Wasserstoff gespeichert werden. Der Bau beginnt Anfang 2021. Wie alle Kavernen, die in unterirdischem Salzgestein angelegt werden, entsteht auch der Hohlraum der Testkaverne durch Ausspülen des Salzgesteins mit Frischwasser.

„Wir erhoffen uns in der zweiten Jahreshälfte 2022 insbesondere Erkenntnisse darüber, welchen Reinheitsgrad der Wasserstoff nach dem Ausspeichern aus der Kaverne hat. Dieses Kriterium ist besonders wichtig für die Wasserstoffanwendung im Mobilitätssektor“, so EWE-Chef Stefan Dohler.

Die Kaverne hat mit 500 Kubikmetern zwar nur das Volumen eines Einfamilienhauses. Doch die wissenschaftlichen Erkenntnisse lassen sich auf Kavernen mit dem 1.000-fachen Volumen übertragen. „Ziel des Projekts ist es, einige der ‚großen‘ EWE-Erdgaskavernen zukünftig als Speicher für Wasserstoff nutzen zu können“, erläutert Projektleiter Michael Kröner die langfristige Perspektive.

Wasserstoff in hoher Qualität für Elektromobilität

Antriebe mit Brennstoffzellen sind überall dort eine Alternative, wo heute Benzin, Diesel, Kerosin oder Schweröl zum Einsatz kommen. Wasserstoff für Brennstoffzellen muss aber von besonders hoher Reinheit sein. Schon kleinste Verunreinigungen beeinflussen die Funktion der Brennstoffzelle. Druck und Temperatur können in Kombination unter den spezifischen Bedingungen der Salzkaverne einen Einfluss auf die eingesetzten Materialien haben, beispielsweise Metalle oder Dichtungsstoffe. Lösen sich hieraus Stoffe, können sie den gespeicherten Wasserstoff verunreinigen.

 
In 1.000 Metern Tiefe wird die Kaverne für die Wasserstoffspeicherung angelegt
Bild: EWE

Das ist eine Frage, die das DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme untersucht. Im ersten Schritt bilden die DLR-Forscherinnen und Forscher die Salzkaverne hinsichtlich des Druckes und der Temperatur nach. „Unter Laborbedingungen haben wir den Vorteil, dass wir die Reinheit des Wasserstoffs vor und nach dem Speichern mit Hilfe der Spurengasanalytik exakt bestimmen können“, erklärt Kröner. Falls der Wasserstoff verunreinigt ist, untersucht das Projektteam auch physikalische Gasfilterverfahren. Diese können die Reinheit des gasförmigen Wasserstoffs wiederherstellen.

Weitere Fragestellungen sind, welche Anlagen und Regelungen nötig sind, um den Wasserstoff unter Druck in der Kaverne ein- und auszuspeisen und wie stabil erneuerbare Energien den dafür notwendigen Strom kontinuierlich liefern können. Zudem wäre es denkbar, nachhaltigen Wasserstoff direkt vor Ort per Elektrolyse herzustellen und zu speichern. Vor diesem Hintergrund modelliert das DLR die vorgelagerten Stromnetze am Kavernenstandort und ermittelt Anforderungen und Betriebskonzepte, um die Wasserstoffkaverne in das bestehende Energiesystem bestmöglich zu integrieren.

Das Projekt HyCAVmobil wird im Rahmen des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie mit insgesamt knapp sechs Millionen Euro durch das Bundesverkehrministerium gefördert.
 

Peter Koller
Redakteur
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Freitag, 18.12.2020, 11:48 Uhr

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