Im Projekt HyCAVmobil (Hydrogen Cavern for Mobility) haben das Deutsche Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) und der Energiedienstleister EWE nachgewiesen, dass Wasserstoff in einem unterirdischen Kavernenspeicher sicher eingelagert werden kann. Zudem zeigte das Projekt, dass der Reinheitsgrad des Wasserstoffs dabei nur minimal abnimmt. Diese weiterhin sehr hohe Qualität/Reinheit des Wasserstoffs sei vor allem für den Einsatz im Mobilitätsbereich wichtig, heißt es bei DLR und EWE. Die Ergebnisse wurden mit einer Testkaverne in Rüdersdorf östlich von Berlin ermittelt.
EWE hat für das Projekt eine 1.000 Meter tiefe Kaverne mit der Größe eines Einfamilienhauses auf seinem Gasspeichergelände in Rüdersdorf gebaut. Der Betrieb der Anlage startete im Jahr 2023. Mit der Testkaverne sammelten das DLR und EWE Erfahrungen, wie sich Wasserstoff bei unterschiedlichen Drücken ein- und ausspeichern lässt. Forschende des DLR haben dabei umfangreiche Messungen zur Gaszusammensetzung vorgenommen. Für das Projekt HyCAVmobil hat das DLR zudem am Standort Oldenburg ein neues Labor eingerichtet. Mit ihm lassen sich die Qualität und Reinheit von Wasserstoff bestimmen. Auch Proben aus der Kaverne in Rüdersdorf wurden hier untersucht.
Qualität des ausgespeicherten Wasserstoffs vor allem für Nutzung in Brennstoffzellen relevant
Die Qualität des ausgespeicherten Wasserstoffs ist vor allem für die Nutzung in Brennstoffzellen relevant. Sie können zum Beispiel in Fahrzeugen zum Einsatz kommen und Wasserstoff in Strom für den Elektromotor umwandeln. „Hier können wir die zentrale Forschungsfrage, ob sich die Kaverne als großtechnischer Speicher für Wasserstoff eignet, in dieser Konfiguration mit ja beantworten. Die Qualität ist unseren Untersuchungen nach auch beim Ausspeichern aus der neu errichteten Kaverne immer noch so hoch, dass eine einfache Aufreinigung für die weitere Nutzung ausreicht“, fasst Alexander Dyck zusammen. Er leitet die Abteilung Stadt- und Gebäudetechnologien am DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme. „Auch für uns war es ein Gewinn, erstmals Messungen an einer realen Kaverne durchführen zu können und damit wichtiges Basiswissen für die Gestaltung der zukünftigen Wasserstoff-Infrastruktur in Deutschland bereitzustellen.“
Eine simulierte „Mini-Kaverne“ lieferte den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des DLR zudem Erkenntnisse zu den Materialeigenschaften von Infrastrukturen und wie diese zukünftig zu warten sind. Ein Beispiel dafür sind Rohrleitungen. Das DLR untersuchte sowohl die Einflüsse auf den Stahl dieser Leitungen also auch die mikrobielle Aktivität.
Erkenntnisse lassen sich auf großtechnische Speicher übertragen
Die Erkenntnisse, die EWE aus dem Bau und Betrieb der 500 Kubikmeter fassenden Testkaverne gewonnen hat, überträgt das Unternehmen nun auf Kavernen mit dem 1.000-fachen Volumen. Die Ergebnisse zur Wasserstoffreinheit nach dem Ein- und Ausspeichern im Projekt HyCAVmobil gelten allerdings nur für neuerrichtete Kavernen. An seinem Kavernenstandort in Huntorf in der Wesermarsch rüstet EWE eine Erdgaskaverne für die Speicherung von Wasserstoff um. Die Reinheit nach der Wasserstoffentnahme wird EWE bei dieser Bestandskaverne gesondert untersuchen. Denn bisher wurde in dieser Kaverne Erdgas gespeichert.
„Unser Ziel ist es, großtechnische Kavernen zur Wasserstoffspeicherung zu etablieren. Allein EWE verfügt mit 37 Salzkavernen über 15 Prozent aller deutschen Kavernenspeicher, die sich zur Speicherung von Wasserstoff eignen“, sagt EWE-Vorstandsvorsitzender Stefan Dohler.
Damit ist grüner – also aus erneuerbaren Energien erzeugter – Wasserstoff in großen Mengen speicherfähig und bedarfsgerecht nutzbar. „Mit dem Nachweis der sicheren Wasserstoffspeicherung sind wir einen großen Schritt in Richtung Klimaschutz und Versorgungssicherheit mit erneuerbaren Energien vorangekommen. Denn mit Hilfe von Wasserstoff wird die Energie aus Sonne und Wind in großen Mengen vor allem für die industrielle Nutzung speicherbar“, so Dohler.