C
Creos Deutschland GmbH-Das Unternehmen-Unternehmen-Wasserstoff

Wasserstoff für eine dekarbonisierte Energieversorgung

Als Netzbetreiber sind wir davon überzeugt, dass die Energiespeicherung von grünem Strom in Form von Wasserstoff eine Schlüsselrolle bei der zukünftigen dekarbonisierten Energieversorgung spielen wird. Mit Wasserstoff lässt sich ein Überangebot an Strom bei starkem Sonnenschein und starkem Wind effizient speichern und damit zeitlich entzerren und örtlich bestens mittels einer bereits bestehenden Netzinfrastruktur verteilen. Wasserstoff ist Energieträger und Kraftstoff sowohl für eine CO2-arme Produktion in der Stahl- und Chemischen Industrie, als auch für eine emissionsfreie Mobilität in der Region. Wasserstoff ist Energieträger, der die Sektoren Industrie, Mobilität und auch Wärme bedienen kann. Seine Vorteile können wertschöpfend genutzt werden, wenn die Erzeugung und Nutzung von vorzugsweise grünem Wasserstoff sowie dessen Transport über eine gut funktionierende Infrastruktur Hand in Hand gehen. Dieses Potenzial haben wir erkannt.

________________________________________________________

Wasserstoff - Die wesentlichen Fakten auf einen Blick

Grundlagen

     

  • Das kleinste chemische Element speichert in seiner molekularen Form als H2 Energie die durch die Reaktion mit Sauerstoff freigesetzt werden kann. Dabei entsteht Wasser (H2O) als einziges Reaktionsprodukt – Es wird kein CO2 freigesetzt. 

    •  

  • Wasserstoff ist mit einer Dichte von 90 g/m³ deutlich leichter als Erdgas (790 g/m³) – dabei hat es mit 3,54 kWh/m³ auch nur circa ein Drittel des Brennwerts von Erdgas (10,8-11,5 kWh/m³). [1]

    •  

 

Gewinnung

     

  • Wasserstoff kann mittels Elektrolyse mit erneuerbarem Strom klimaneutral gewonnen werden indem Wassermoleküle in ihre Bestandteile zerlegt werden.

    •  

  • Die Gewinnung kann quasi unbegrenzt skaliert werden: Zur Deckung des gesamten Energiebedarfs der Menschheit mittels Wasserstoff werden inklusive Umwandlungsverlusten circa 0,16‰ der Sonneneinstrahlung und jährlich 0,05‰ des Wasservorkommens benötigt.

    •  

 

Verwendung als Rohstoff

     

  • Heute kommt Wasserstoff vor allem als Rohstoff in der Chemischen Industrie zum Einsatz: Der Bedarf von umgerechnet 57 TWh im Jahr wird aktuell nur zu 7% aus Elektrolyse und zu einem Großteil aus fossilen Energieträgern (Rohöl, Erdgas, Kohle) gedeckt. [2]

    •  

 

Verwendung als Energieträger und Speicher

     

  • Als Energieträger kann Wasserstoff zur Rückverstromung mit Brennstoffzellen (hoher Wirkungsgrad) oder in klassischen Gaskraftwerken (bekannte, günstigere Technologie) sowie in Hochtemperaturanwendungen zum Einsatz kommen.

    •  

  • Die saisonale Speicherfähigkeit von Wasserstoff ist ein großer Vorteil: Bezogen auf Deutschland lassen sich allein in Gasspeichern 220 TWh Energie speichern, 5.500 Mal so viel wie in Batterien. [3]

    •  

  • Für nicht direkt elektrifizierbare Anwendungen wie beispielsweise den Flugverkehr ist Wasserstoff der einzig praktikable kohlenstofffreie Energieträger – auch für Mobilitätsanwendungen löst Wasserstoff die Herausforderungen der Energiespeicherung.

    •  

  • Wasserstoff entzerrt die Produktion und Abnahme von erneuerbarer Energie räumlich und zeitlich.

    •  

 

Transport im Gasnetz – Vorteile

     

  • Der Transport in Rohrleitungsnetzen ist technisch beherrschbar. Er wird heute schon durchgeführt.

    •  

  • Trotz des geringeren Energiegehaltes pro Volumen bleibt bei der Umstellung von bestehenden Erdgasnetzen auf Wasserstoff ein Großteil der Transportkapazität erhalten. Zudem können bereits heute bis zu 10% Wasserstoff ins Erdgasnetz beigemischt werden; 20% werden angestrebt. [3]

    •  

  • Der Transport von Wasserstoff über weite Strecken ist deutlich günstiger als der Energietransport mittels Stromleitungen: Während die Strom-Übertragungsnetzbetreiber in ihrem Netzentwicklungsplan umgerechnet 3,25 Mio.€ pro km und GW ansetzen, rechnen einige europäische Fernleitungsnetzbetreiber für ein initiales europäisches Wasserstoffnetz - den Hydrogen Backbone - mit 200.000 € pro km und GW. [4,5]

    •  

 

Weiterführende Informationen

[1] Wasserstoff-Factsheet des BDEW

[2] Wasserstoff-Factsheet der Deutschen Energie-Agentur

[3] Wasserstoff-Factsheet des DVGW

[4] Netzentwicklungsplan 2035 (2021)

[5] European Hydrogen Backbone

________________________________________________________

mosaHYc - ein erster Schritt zum Europäischen Wasserstoffnetz

Wir setzen uns für ein Wasserstoff-Inselnetz ein, welches das Saarland, die Region Grand Est in Frankreich und Luxemburg mit Wasserstoff versorgen kann: Im Projekt „mosaHYc“ (Moselle-Saar-Hydrogen-Conversion) wollen wir gemeinsam mit dem Netzbetreiber GRTgaz eine bestehende Gasinfrastruktur nutzen, um ein grenzüberschreitendes Hochdrucknetz für den Transport von Wasserstoff aufzubauen. Ziel ist es, eine 100 Kilometer lange Infrastruktur zu schaffen, die es Wasserstoffproduzenten und -verbrauchern in der „Großregion“ ermöglicht, Geschäftsmodelle in der Industrie, im Wärmemarkt und im Verkehrssektor zu entwickeln. Mit einem solchen Wasserstoffwirtschaftssystem ließen sich in der Region knapp eine Million Tonnen CO2 pro Jahr einsparen. Ein enormer Beitrag, um den Klimazielen für 2030, 2040 und 2045 näher zu kommen.

Großer Teilerfolg für mosaHYc - erste IPCEI-Hürde geschafft

Creos Deutschland, das Energieunternehmen STEAG, der Anlagenbauer Siemens Energy, die Saarbahn und die Stahlunternehmen SHS – Stahl-Holding-Saar (mit den Unternehmen Dillinger und Saarstahl) haben dafür eine gemeinsame Projektidee entwickelt, mit der sie durch die Erzeugung, die Verwendung und den Transport von Wasserstoff eine grenzübergreifende und perspektivisch grüne Wasserstoffwirtschaft etablieren wollen.

Dafür hatten die genannten Unternehmen im Rahmen des Interessenbekundungsverfahrens des Bundeswirtschaftsministeriums zur Identifizierung wichtiger Wasserstoffprojekte von gesamteuropäischem Interesse – kurz: IPCEI - dieses Konzept im Februar 2021 gemeinsam eingereicht. Ende Mai 2021 wurde ein wichtiger Teilerfolg erreicht: Das Bundeswirtschaftsministerium gab bekannt, dass der Antrag die erste Auswahlrunde erfolgreich durchlaufen hat. Das Projekt ist nun eingeladen, an der zweiten Phase, dem sogenannten „Match-Making“ auf europäischer Ebene, teilzunehmen. Mehr.

Grafik: Die Wasserstoffprojekte im Saarland. Copyright: Creos Deutschland GmbH; frei im Zusammenhang mit diesem Verbund.

Im Rahmen dieses Verbundes will die Creos Deutschland mit dem Fernleitungsnetzbetreiber GRTgaz im Projekt mosaHYc (Moselle-Saar-Hydrogen-Conversion) eine bestehende Gasinfrastruktur nutzen, um ein grenzüberschreitendes Hochdrucknetz für den Transport von Wasserstoff aufzubauen. Ziel ist es, eine 100 Kilometer lange Infrastruktur zu schaffen, die es Wasserstoffproduzenten und -verbrauchern in der „Grande Région“ ermöglicht, Geschäftsmodelle in der Industrie, im Wärmemarkt und im Verkehrssektor zu entwickeln. Dabei müssen sowohl das Zusammenspiel der verschiedenen Leitungsabschnitte im Raum Völklingen (Deutschland), Carling (Frankreich), Bouzonville (Frankreich) und Perl (Deutschland) im Saarland und in Frankreich berücksichtigt werden, als auch sicherheitstechnische Aspekte. Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie werden die bestehenden Leitungen untersucht und auf die Umstellung auf Wasserstoff vorbereitet. Darüber hinaus wird geprüft, inwiefern eine bestehende Leitungstrasse zwischen Völklingen und Saarbrücken für den Transport von Wasserstoff genutzt werden kann.

HydroHub Fenne

Mit dem Projekt „HydroHub Fenne“ (2x 17,3 MWel bzw. 664 kg H2 pro Stunde bzw. ca. 5.800 t H2 pro Jahr) von STEAG und Siemens Energy, welches bereits als „Reallabor der Energiewende“ ausgewählt wurde, soll im saarländischen Völklingen eine erste signifikante PEM-Elektrolyseanlage (Proton Exchange Membrane) entstehen. Der HydroHub Fenne soll auf dem Gelände eines bestehenden Kraftwerksstandorts von STEAG entstehen und dabei ohne weitreichende Änderungen und Umweltbelastungen die vorhandenen Strukturen im Sinne eines Brownfield-Ansatzes weiter nutzen. Die Anlage wird Strom aus erneuerbaren Energien („Grünstrom“) für die Elektrolyse einsetzen und so grünen Sauerstoff und Wasserstoff erzeugen. Der Grünstrom wird von der STEAG teilweise in eigenen Anlagen z.B. der STEAG New Energies oder der STEAG Solar Energy Solutions erzeugt, oder am Markt über Green PPA-Verträge beschafft.

TraficHdeux – ÖPNV mit Brennstoffzellenfahrzeugen

Das von der Saarbahn initiierte Projekt „TraficHdeux“ hat sich das Ziel gesetzt, die Infrastruktur zum Betrieb eines grenzüberschreitenden ÖPNV mit Brennstoffzellenzügen und -bussen aufzubauen. Kernstück dieses Projektes ist die Reaktivierung von nicht oder nur teilweise elektrifizierten Bahnstrecken über Landesgrenzen hinweg. Zudem ist der Aufbau einer Tankstelleninfrastruktur auf dem Kraftwerksgelände von STEAG in Völklingen angedacht. Auch die Busflotte soll schnellstmöglich auf emissionsfreie Antriebe umgestellt werden. Bis zum Jahr 2030 steht bei der Saarbahn die Ersatzbeschaffung von rund 85 Solo- und Gelenkbussen an. Der überwiegende Teil soll dabei als emissionsfreie Antriebe beschafft werden. Zusätzlich soll ein kleinskaliger Elektrolyseur errichtet werden, um die Versorgung bis zum Anschluss an die mosaHYc-Leitung sicherzustellen. Um die in der Anlaufphase vorhandenen Überkapazitäten optimal zu nutzen, soll die Tankstelle deshalb auch anderen kommunalen Unternehmen und gewerblichen Nutzern zur Verfügung gestellt werden.

H2SYNgas (SHS – Stahl-Holding-Saar)

Die saarländische Stahlindustrie mit den Unternehmen Dillinger und Saarstahl nimmt als industrieller Abnehmer eine Schlüsselrolle im strategischen Aufbau der regionalen grenzüberschreitenden Wasserstoffwertschöpfungskette ein. Zur Reduzierung von Prozessemissionen in der Stahlindustrie ist der Einsatz von Wasserstoff erforderlich. Im Rahmen des Innovationsprojektes „H2SYNgas“ wird eine Technologie an einem Hochofen der ROGESA Roheisengesellschaft Saar mbH, einer gemeinsamen Tochter von Dillinger und Saarstahl, entwickelt, welche die Nutzung von eigenen Prozessgasen und darüber hinaus von erheblichen Wasserstoffmengen für den Hochofenprozess ermöglicht. Das aus eigenen Prozessgasen erzeugte Synthesegas wird mit Wasserstoff angereichert. Dieses wasserstoffreiche Mischgas wird dann als Reduktionsmittel für die Reduktion der Eisenerze eingesetzt. Auf diese Weise wird Koks im Hochofenprozess verdrängt und damit CO2-Emissionen vermieden. Nach der in 2020 bereits an den Hochöfen in Dillingen installierten Koksgaseindüsung beabsichtigt die SHS – Stahl-Holding-Saar mit dieser neuen innovativen Technologie den nächsten Schritt auf dem Weg zur CO2-neutralen Stahlproduktion an der Saar zu gehen.

Über STEAG

Seit über 80 Jahren steht STEAG national und international für effiziente und sichere Energie-erzeugung. Als erfahrener Partner unterstützen wir unsere Kunden umfassend in allen Phasen der Energieversorgung. Wir planen, entwickeln, realisieren, betreiben und vermarkten hocheffiziente Energielösungen – von dezentralen und regenerativen Erzeugungsanlagen und Speichern bis hin zu Großkraftwerken und deren Nebenprodukten. Neben maßgeschneiderten Lösungen im Bereich der Strom- und Wärmeversorgung bieten wir ein breites Spektrum an Energiedienstleistungen – und das in wachsendem Maße auf Grundlage erneuerbarer Energien. Mit Erfolg: Von 1990 bis 2020 hat STEAG die eigenen CO2-Emissionen dauerhaft um annähernd 80 Prozent reduziert.

www.steag.com

Über Saarbahn

Die Saarbahn befördert mit ihren 28 Bahnen und 138 eigenen Bussen 42 Millionen Menschen im Jahr auf den Straßen und auf den Schienen in der Landeshauptstadt und im Regionalverband. Die Saarbahn fährt als erstes europäisches Verkehrsunternehmen seit 1997 grenzüberschreitend bis ins lothringische Sarreguemines. Das Saarbrücker Traditionsunternehmen ist mit seinen rund 600 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern das größte Verkehrsunternehmen im Saarland und betreibt eine Bahn- und Buswerkstatt, eine Fahrschule, das Saarbahn Service Center und vieles mehr. Die Saarbahn GmbH gehört zum Saarbrücker Stadtwerke Konzern.

www.saarbahn.de

Über SHS – Stahl-Holding-Saar, Dillinger und Saarstahl

Die SHS – Stahl-Holding-Saar GmbH & Co. KGaA (SHS), 2001 gegründet, ist heute eine operative Managementholding, die seit 2010 aktiv Aufgaben für die saarländische Stahlunternehmen Dillinger und Saarstahl übernimmt. Dillinger ist führender Hersteller auf dem Markt für Grobbleche aus Stahl u.a. für den Maschinenbau, die Offshore-Windbranche, den Baumaschinenbereich oder den Stahlbau. Saarstahl ist Premiumhersteller für Draht und Stab, der in der Automobilindustrie, dem Maschinenbau oder der Baubranche eingesetzt wird. Beide Unternehmen arbeiten vereint daran zu wachsen, flexibler zu werden und die Wettbewerbsfähigkeit auf ihren jeweiligen Märkten auszubauen. Unter dem Dach der SHS arbeiten weltweit insgesamt rund 13.500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Für weitere Informationen:

www.stahl-holding-saar.de

Über Siemens Energy

Siemens Energy gehört zu den weltweit führenden Unternehmen der Energietechnologie. Das Unternehmen arbeitet gemeinsam mit seinen Kunden und Partnern an den Energiesystemen der Zukunft und unterstützt so den Übergang zu einer nachhaltigeren Welt. Mit seinem Portfolio an Produkten, Lösungen und Services deckt Siemens Energy nahezu die gesamte Energiewertschöpfungskette ab – von der Energieerzeugung über die Energieübertragung bis hin zur Speicherung. Zum Portfolio zählen konventionelle und erneuerbare Energietechnik, zum Beispiel Gas- und Dampf-turbinen, mit Wasserstoff betriebene Hybridkraftwerke, Generatoren und Transformatoren. Mehr als 50 Prozent des Portfolios sind bereits dekarbonisiert. Durch die Mehrheitsbeteiligung an der börsennotierten Siemens Gamesa Renewable Energy (SGRE) gehört Siemens Energy zu den Weltmarktführern bei Erneuerbaren Energien. Geschätzt ein Sechstel der weltweiten Stromerzeugung basiert auf Technologien von Siemens Energy. Siemens Energy beschäftigt weltweit mehr als 90.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in mehr als 90 Ländern und erzielte im Geschäftsjahr 2020 einen Umsatz von ca. 27,5 Milliarden Euro.

www.siemens-energy.com

Über GRTgaz

GRTgaz ist eines der führenden Gastransportunternehmen in Europa und ein weltweiter Experte für Gassysteme. In Frankreich betreibt das Unternehmen mehr als 32.000 km unterirdische Rohrleitungen, um Gas von den Lieferanten zu den an sein System angeschlossenen Verbrauchern zu transportieren (öffentliche Verteilungsmanager, die Gemeinden, Stromerzeugungsanlagen und mehr als 700 Industriestandorte bedienen). GRTgaz nimmt gemeinwirtschaftliche Aufgaben wahr, um die Kontinuität der Übertragung zu gewährleisten, und bietet seinen Kunden Netzzugangsdienste und Energieeffizienzverbesserungen an. Mit ihren Tochtergesellschaften Elengy, dem führenden Anbieter von LNG-Terminaldienstleistungen in Europa, und GRTgaz Deutschland, dem Betreiber des MEGAL-Transportsystems in Deutschland, spielt GRTgaz eine Schlüsselrolle in der europäischen Gasinfrastrukturszene und exportiert ihr Know-how international durch die von ihrem Forschungszentrum RICE (Research & Innovation Center for Energy) entwickelten Dienstleistungen. Als Akteur der Energiewende investiert GRTgaz in innovative Lösungen, um so viel erneuerbares Gas wie möglich in seinem System unterzubringen, einschließlich Wasserstoff, um diese neuen Sektoren zu unterstützen und so zur Kohlenstoffneutralität beizutragen.

www.grtgaz.com

________________________________________________________

Für eine Wasserstoffwirtschaft in der Großregion Saarland, Grand Est und Luxemburg

Acht Unternehmen aus Frankreich, Deutschland und Luxemburg bilden Europäische wirtschaftliche Interessenvereinigung

Creos Deutschland, Encevo, GazelEnergie, GRTgaz, H2V, Hydrogène de France, SHS - Stahl-Holding-Saar und Steag haben sich als Europäische wirtschaftliche Interessenvereinigung (EWIV) "Grande Region Hydrogen" konstituiert.

Als Mitglieder der EWIV haben sich die beteiligten Unternehmen zum Ziel gesetzt, sektorübergreifende Projekte zur Wasserstofferzeugung, -nutzung und zum Wasserstofftransport zu verknüpfen, um damit ein integriertes, grenzüberschreitendes Energiesystem zu etablieren. Dafür nutzen die Mitglieder die besonderen strukturellen Bedingungen: Die „Grande Region Hydrogen“ setzt sich aus Projekten zusammen, die eng miteinander verbunden und aufeinander angewiesen sind. Ziel ist es, Synergien zu fördern und in der Großregion eine Wasserstoffwirtschaft entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu entwickeln und zu optimieren.

Das Schwerpunktgebiet der Großregion ist das Saarland (Deutschland), die Region Lothringen (Grand-Est - Frankreich) und das Großherzogtum Luxemburg.

Umweltauswirkungen

Die „Grande Region Hydrogen“ wird dazu beitragen, die Industrie und Teile des Mobilitätssektors zu dekarbonisieren und Emissionen einzusparen. Dies entspricht den Zielen der Europäischen Kommission und des Green Deal, bis 2050 Kohlenstoffneutralität zu erreichen. Die Projekte der „Grande Region Hydrogen“, dürften die CO2-Emissionen bis 2030 um mehr als 980.000 Tonnen pro Jahr reduzieren.

Soziale Auswirkungen

Darüber hinaus werden die Projekte im Rahmen der „Grande Region Hydrogen“ die Wasserstoffproduktion in Völklingen und auf der Industrieplattform in St. Avold/Carling ermöglichen. Dadurch entstehen neues Know-how und neue Arbeitsplätze im Herzen Europas: Es werden über 140 neue direkte und 230 indirekte Arbeitsplätze erwartet. Dadurch können Forschungs- und Hochschulprogramme verbessert und neue Kompetenzen entwickelt werden.

Wirtschaftliche Auswirkungen

Schließlich werden die Projekte der „Grande Region Hydrogen“ mit Investitionen zum Wirtschaftswachstum der Region beitragen: Für Produktionsanlagen und Transportinfrastrukturen werden mehr als 600 Millionen Euro an Investitionen erwartet.

Durch die Projekte werden bis zu 61.000 Tonnen Wasserstoff pro Jahr produziert. In Kombination mit der für jeden Marktteilnehmer frei zugänglichen Transportinfrastruktur wird die Abstimmung von Angebot und Nachfrage wirtschaftliche Vorteile bringen. Dieser Skaleneffekt wird dazu beitragen, den Endpreis für erneuerbaren Wasserstoff zu senken, was ein wichtiger Schritt in der Entwicklung des europäischen Wasserstoffmarktes ist.

Attraktivität der Region

Die „Grande Region Hydrogen“ wird auch zur Attraktivität dieser grenzüberschreitenden Region beitragen. Sie eröffnet eine Zukunftsperspektive für ein neues industrielles Kapitel: Nach der Kohle-Ära setzen Marktteilnehmer auf grüne Energie zu einem wettbewerbsfähigen Preis.

Weitere Informationen zur Grande Region Hydrogen und den einzelnen Projekten unter www.grande-region-hydrogen.eu