Am 8. Mai startete die österreichische RAG in einem ehemaligen Gasdepot in Rubensdorf das weltweit erste Pilotprojekt zur unterirdischen Wasserstoffspeicherung. Das Projekt speichert 1,2 Millionen Kubikmeter Wasserstoff, was 4,2 GWh Strom entspricht. Der gespeicherte Wasserstoff wird von einer 2-MW-Protonenaustauschmembranzelle (PEM-Zelle) von Cummins erzeugt, die zunächst im Grundlastbetrieb arbeitet, um ausreichend Wasserstoff für die Speicherung zu produzieren. Später im Projekt wird die Zelle flexibler betrieben, um überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien ins Netz einzuspeisen.
Als wichtiger Meilenstein in der Entwicklung einer Wasserstoffwirtschaft wird das Pilotprojekt das Potenzial der unterirdischen Wasserstoffspeicherung für die saisonale Energiespeicherung aufzeigen und den Weg für den großflächigen Einsatz von Wasserstoffenergie ebnen. Auch wenn noch viele Herausforderungen zu bewältigen sind, ist dies zweifellos ein wichtiger Schritt hin zu einem nachhaltigeren und dekarbonisierten Energiesystem.
Die unterirdische Wasserstoffspeicherung nutzt geologische Strukturen im Untergrund zur großflächigen Speicherung von Wasserstoffenergie. Dabei wird aus erneuerbaren Energien Strom erzeugt und Wasserstoff produziert. Dieser wird anschließend in unterirdische Strukturen wie Salzkavernen, erschöpfte Öl- und Gaslagerstätten, Grundwasserleiter und ausgekleidete Festgesteinshöhlen eingeleitet, um die Wasserstoffenergie zu speichern. Bei Bedarf kann der Wasserstoff aus den unterirdischen Speichern für die Gas-, Stromerzeugung oder andere Zwecke entnommen werden.
Wasserstoffenergie lässt sich in verschiedenen Formen speichern, darunter gasförmig, flüssig, durch Oberflächenadsorption, als Hydrid oder in Wasserstoffbehältern. Um jedoch einen reibungslosen Betrieb des Hilfsstromnetzes zu gewährleisten und ein flächendeckendes Wasserstoffenergienetz aufzubauen, ist die unterirdische Wasserstoffspeicherung derzeit die einzig praktikable Methode. Oberirdische Speicherformen wie Pipelines oder Tanks haben eine begrenzte Speicher- und Entladekapazität von nur wenigen Tagen. Unterirdische Wasserstoffspeicher sind erforderlich, um Energievorräte für Wochen oder Monate bereitzustellen. Sie können den Energiebedarf für bis zu mehrere Monate decken, den Wasserstoff bei Bedarf direkt entnehmen oder in Strom umwandeln.
Die unterirdische Wasserstoffspeicherung steht jedoch vor einer Reihe von Herausforderungen:
Erstens verläuft die technologische Entwicklung langsam.
Derzeit verläuft die Forschung, Entwicklung und Demonstration von Speichermöglichkeiten in erschöpften Gasfeldern und Grundwasserleitern schleppend. Weitere Studien sind erforderlich, um die Auswirkungen von Restgas in erschöpften Feldern, bakterielle Reaktionen in Grundwasserleitern und erschöpften Gasfeldern, die zu Schadstoff- und Wasserstoffverlusten führen können, sowie die Auswirkungen der Speicherdichtheit, die durch die Wasserstoffeigenschaften beeinflusst werden kann, zu bewerten.
Zweitens ist die Bauzeit des Projekts lang.
Unterirdische Gasspeicherprojekte erfordern beträchtliche Bauzeiten: fünf bis zehn Jahre für Salzkavernen und erschöpfte Lagerstätten sowie zehn bis zwölf Jahre für die Speicherung in Grundwasserleitern. Bei Wasserstoffspeicherprojekten kann die Bauzeit noch länger sein.
3. Begrenzt durch geologische Bedingungen
Die lokalen geologischen Gegebenheiten bestimmen das Potenzial von Untergrundgasspeichern. In Gebieten mit begrenztem Potenzial kann Wasserstoff zwar in großem Maßstab als flüssiger Träger durch chemische Umwandlung gespeichert werden, jedoch ist dadurch die Energieumwandlungseffizienz geringer.
Obwohl Wasserstoffenergie aufgrund ihrer geringen Effizienz und hohen Kosten noch nicht in großem Umfang eingesetzt wird, bietet sie aufgrund ihrer Schlüsselrolle bei der Dekarbonisierung in verschiedenen wichtigen Bereichen ein breites Entwicklungspotenzial für die Zukunft.
Veröffentlichungsdatum: 11. Mai 2023