Das Potenzial zur unterirdischen Wasserstoffspeicherung in Europa
Erneuerbarer Wasserstoff wird mit erneuerbarem Strom erzeugt, indem Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten wird. Er ist eine vielversprechende saubere Energiequelle, mit der die europäische Wirtschaft vollständig dekarbonisiert werden könnte. Dennoch wurden 2022 weniger als 1 % der 8 Millionen in der EU verbrauchten Tonnen Wasserstoff mit erneuerbarem Strom produziert. Gleichzeitig könnte sich nach Angaben im World Energy Outlook 2024 der IEA der Bedarf an europäischem Wasserstoff bis 2050 verdoppeln oder sogar verdreifachen. „Um die Ziele zur Dekarbonisierung zu erreichen, muss dieser Wasserstoffbedarf mit erneuerbarem oder CO2-armem Wasserstoff gedeckt werden. Der Anteil an erneuerbarem Wasserstoff im Wasserstoffmix wird daher vermutlich deutlich ansteigen“, sagt Holger Cremer, der leitende Projektmanager an der Niederländischen Organisation für Angewandte Naturwissenschaftliche Forschung (TNO). Die weitreichende Speicherung von Wasserstoff wird daher entscheidend für den Erfolg sein. Im Rahmen des Projekts HyUSPRe haben Forschende geprüft, ob Wasserstoff in porösen Reservoiren wie erschöpften Gasfeldern und Grundwasserleitern gespeichert werden könnte. Dann wurde der Nutzen für das Ziel Europas, bis 2050 ein emissionsfreies Energiesystem aufzustellen, bewertet. Das Ergebnis war, dass die Speicherkapazitäten 2050 bei 80-270 TWh liegen müssen, zwei Drittel davon in porösen Reservoiren. „Das HyUSPRe-Froschenden haben aus den Ergebnissen geschlossen, dass der Umsetzung nichts im Wege steht. Die Arbeit ist also ermutigend“, ergänzt Cremer, der HyUSPRe-Projektkoordinator.
Die Prozesse und Risiken der Nutzung poröser Reservoire
Eines der Ziele bei HyUSPRe war, die wichtigsten Prozesse und Risiken bei der Wasserstoffspeicherung in porösen Reservoiren unter der Oberfläche nachzuvollziehen. Anhand umfassender Laborversuche hat das Konsortium die grundlegenden geochemischen, geomechanischen, mikrobiologischen sowie die Strömungs- und Transportprozesse in porösen Reservoiren bei Kontakt mit Wasserstoff erforscht. Dabei ging es hauptsächlich darum, die Risiken durch Reaktionen und Wechselwirkungen mit Gestein, Flüssigkeiten und Mikroben in den Reservoiren zu verstehen und zu minimieren. Außerdem wurden die Haltbarkeit und Stabilität des Reservoirgesteins, des Deckgesteins und der Quellmaterialien in Kontakt mit Wasserstoff berücksichtigt.
Das Potenzial zur Speicherung erneuerbaren Wasserstoffs in Europa
Neben den Versuchsergebnissen ist aus dem Projekt ein Atlas zu europäischen unterirdischen Wasserstoffspeichern hervorgegangen, um das Potenzial bestehender Gasspeicherstätten in Europa aufzuzeigen. Ein weiteres wichtiges Ergebnis ist der Bericht zum EU-weiten Wasserstoffsystem, in dem die Rolle der Wasserstoffspeicherung in porösen Reservoiren im künftigen europäischen Wasserstoffsystem dargelegt wird. Das Team hat auch einen Fahrplan zur erfolgreichen Umsetzung der Wasserstoffspeicherung in unterirdischen porösen Reservoiren in Europa vorgelegt.
Aufbau einer europäischen Gemeinschaft zur Wasserstoffspeicherung
Die Forschung zur unterirdischen Wasserstoffspeicherung steht noch ganz am Anfang, es ist also noch weitere Forschung und Entwicklung notwendig, um die Risiken zu mindern und die Technologie zur kommerziellen Nutzung auszureifen. Die Arbeit aus HyUSPRe wird im Projekt EUH2STARS weitergeführt, das über Horizont Europa finanziert wird und in dem die Wasserstoffspeicherung in einem porösen Reservoir in Österreich demonstriert werden soll. „Ein erfolgreicher Demonstrator wäre ein entscheidender Schritt zur künftigen unterirdischen Speicherinfrastruktur für Wasserstoff in Europa“, so Remco Groenenberg, leitender Wissenschaftler des HyUSPRe-Projekts bei der TNO. Das Konsortium ist stolz auf die Ergebnisse und Erkenntnisse aus den Versuchen und Modellierungen, die in enger Zusammenarbeit mit Industriepartnern durchgeführt wurden. „So konnten wir sicherlich zum Aufbau einer Gemeinschaft für die europäische Wasserstoffspeicherung beitragen“, sind sich Cremer und Groenenberg einig.
Schlüsselbegriffe
HyUSPRe, erneuerbarer Wasserstoff, Energie, grün, Speicherung, poröse Reservoire, Gemeinschaft
