Energiespeicher der Zukunft?
Was machen wir in Zukunft mit überschüssigem Strom aus Wind und Sonne? Sachsen-Anhalt, ein Bundesland mit sehr viel Windenergie, setzt auf einen unterirdischen Wasserstoffspeicher. Ist das der Stromspeicher der Zukunft?
Pumpspeicherwerke sind bisher die einzig nennenswerten Energiespeicher. Gibt es zu viel Strom, pumpen sie Wasser den Berg hoch. Bei Stromknappheit, lassen sie es wieder ins Tal fließen und gewinnen den Strom zurück. Ein bewährtes Prinzip. Allerdings gibt es zu wenig Pumpspeicherwerke. Andere Lösungen müssen her, sagt Jörg Bagdahn, der Leiter des Fraunhofer-Zentrums für Silizium-Photovoltaik in Halle.
"Da gibt es zwei Möglichkeiten. Das eine ist der Batteriespeicher und das andere ist die Erzeugung von Gasen aus Strom, im wesentlichen Wasserstoff. Wir haben uns strategisch für Wasserstoff entschieden."
Wasserstoff birgt unendliche viele Möglichkeiten, sagt Bagdahn. Es kann Erdgas und Erdöl ersetzen. Motoren antreiben, Strom und Wärme erzeugen und Energie speichern. Warum man sich ausgerechnet in Mitteldeutschland damit befasst, hat aber noch andere Gründe. Der Chemiestandort. Ansässige Firmen brauchen hier täglich 80.000 Kubikmeter Wasserstoff.
"Sie haben beispielsweise Düngemittelproduktion. Bei der Mineralkraftstoffherstellung wird Wasserstoff benötigt. Sie haben letztlich Kohlenwasserstoffketten und müssen in chemischen Reaktionen Teile dieser langkettigen Kohlenwasserstoffverbindungen trennen und dafür brauchen sie Wasserstoff."
Dieser Wasserstoff wird bisher aus Erdgas gewonnen. Nennt sich grauer Wasserstoff. Die Idee ist nun, ihn aus Wasser abzuspalten. Dafür wird ausschließlich überschüssiger, grüner Strom genutzt, so die Vision von Hypos, ein Mitteldeutscher Verbund, der aus 40 wissenschaftlichen Einrichtungen und 60 Firmen besteht. Und Sachsen-Anhalt hat genug überschüssigen Strom aus Wind und Sonne. 2013 waren es über sieben Terrawattstunden. Die könnten als Wasserstoff gespeichert werden, sagt Jörn Heinrich Tobaben, Vorstandsmitglied von Hypos.
"Wenn darüber diskutiert wird, dass Deutschland den Weg in die Wasserstoffwirtschaft geht, dann stellt sich zum einen das Produktionsproblem, wo kommt der grüne Wasserstoff her, großes Problem, und das zweite Problem, wie kriegen wir den grünen Wasserstoff an den Mann. Und da ist man auch gleich bei dem Thema Elektro-Mobilität mit Batterien. Wo haben wir die Ladesäulen, wo ist die Ladeinfrastruktur und da wäre auch der Punkt, wie kommen wir zu den Wasserstofftankstellen. Wie verteilen wir den Wasserstoff. Und eine Verteilmöglichkeit ist hier in der Region eben auch schon vorhanden."
Unterirdische Wasserstoff-Pipeline in Mitteldeutschland
Und das ist der nächste Vorteil von Mitteldeutschland. Das Industriegebiet verfügt über eine 150 km lange unterirdische Wasserstoff-Pipeline. Das Gas kann dort direkt eingespeist werden. Außerdem soll es in einem ehemaligen Erdgasspeicher unterirdisch gelagert werden. Die Verbundnetz Gas AG bereitet das gerade vor.
"Das ist aus meiner Sicht möglich und es ist aus der Literatur bekannt, dass in den USA und in Großbritannien schon zwei oder drei Wasserstoffkavernen existieren."
Die Sicherheitsbestimmungen in Deutschland seien jedoch um einiges höher, sagt Walter Burkhardt, der die unterirdische Anlage in Bad Lauchstädt seit 15 Jahren leitet. Er glaubt an den unterirdischen Wasserstoffspeicher.
Derzeit lagern hier, in 1000 Meter Tiefe, über eine Milliarde Kubikmeter Erdgas. Das ist ein Drittel des Volumens vom Starnberger Sees. Die Lagerstätten sind künstlich geschaffene Kavernen im Salzgestein.
Walter Burkhardt geht in die Verdichterhalle und zeigt wie das Erdgas in den Boden gepresst wird. Mehrere Schaufelräder bringen es in so hohe Geschwindigkeit, dass der Druck von 45 auf 140 bar steigt.
"Die Antriebseinheiten für den Verdichter sind in dieser Schalschutzhaube drin. Das ist eine Gasturbine. Das ist dasselbe Prinzip, wie beim Flugzeug unten dran hängt, beim Düsenjet, bloß dass wir das nicht mit Kerosin betreiben sondern mit Gas und das liefert die Antriebseinheit für unsere Verdichter."
Untersuchungen haben gezeigt, dass hier anstelle von Erdgas auch Wasserstoff gelagert werden kann. Das Problem: Am Boden der Salzkavernen lagern Wasserreste, sagt Jörn Heinrich Tobaben. Und darin leben kleinste Organismen, Bakterien, die das Gas verschmutzen könnten.
"Das Problem resultiert mehr daraus, wie kriege ich das Gas wieder raus, mit der gleichen Qualität, wie ich es rein getan habe."
Es müssen also entsprechende Reinigungsanlagen entwickelt werden. Doch das erzeugt Zusatzkosten. Grüner Wasserstoff ist derzeit mehr als doppelt so teuer, verglichen mit Wasserstoff aus Erdgas. Fünf bis zehn Jahre wird es deshalb noch mindestens dauern, bis der Untergrundspeicher aktiv genutzt wird, schätzen die Beteiligten Firmen und bis grüner Wasserstoff sich am Markt etablieren kann.
