Grüner Wasserstoff

Niedersachsen bekennt sich zu den globalen und nationalen Klimaschutzzielen. Sollen Treibhausgase nachhaltig reduziert werden, muss die Energiewende über alle Sektoren (Elektrizität, Verkehr, Wärme, Industrie) vollzogen werden. Der Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft ist ein zentrales Element, um die klimapolitischen Ziele zu erreichen.

Die niedersächsische Landesregierung, die Fraktionen CDU, SPD, FDP und Bündnis 90/Die Grünen sowie die Sozialpartner sprechen sich gemeinsam für einen schnellstmöglichen Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft als einen zentralen Beitrag zu mehr Klimaschutz und Schaffung von zukunftsfähigen Arbeitsplätzen aus. Der gemeinsame Appell Gemeinsamer Appell "Wasserstoffwirtschaft in Norddeutschland etablieren – Niedersachsens Stärken ausspielen!" wurde am 7. Oktober 2020 im Niedersächsischen Landtag unterzeichnet.

In der ersten Phase der Energiewende stand vor allem der Fortschritt bei der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien im Vordergrund. Diese Phase hat Niedersachsen als Windenergieland Nr. 1 entscheidend mitgeprägt. Mit dem fortschreitenden Ausbau der erneuerbaren Energien befindet sich die Transformation der Energieversorgung nun an der Schwelle zur zweiten Phase. Das Kernelement dieser Phase ist die zunehmende Kopplung der Verbrauchssektoren: Strom, Wärme, Mobilität und Industrie werden integriert betrachtet und verknüpft. Dabei kommt insbesondere dem mit Hilfe erneuerbarer Energien erzeugten „grünen“ Wasserstoff eine zentrale Rolle zu.

Norddeutsche Wasserstoffstrategie

Bei ihrem Herbsttreffen am 7. November 2019 in Lübeck haben die für Wirtschaft und Verkehr zuständigen Minister, Senatoren und Senatorinnen der Bundesländer Niedersachsen, Bremen, Hamburg, Schleswig-Holstein und Mecklenburg-Vorpommern eine gemeinsame „Norddeutsche Wasserstoffstrategie“ verabschiedet. Zugleich forderten die Ressortchefs die Bundesregierung auf, ihren Vorstoß zu unterstützen und in die vom Bund für Ende des Jahres angekündigte nationale Wasserstoffstrategie einfließen zu lassen.

Im Einzelnen verwiesen die Minister und Senatoren auf folgende Standortvorteile des Nordens beim Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft:

• hohe Erzeugungskapazitäten für On- und Offshore-Windstrom mit weiterem Ausbaupotential,
• unterirdische Formationen zur Speicherung von Wasserstoff in großen Mengen,
• Seehäfen, die künftig eine wesentliche Rolle bei Import und Verteilung von grünem Wasserstoff und synthetischen Energieträgern sowie bei der Nutzung von Wasserstoff und dem Export von Wasserstofftechnologien und -komponenten spielen werden,
• hohe wissenschaftliche Expertise sowie Industriezweige mit erheblichen Erfahrungen im Umgang mit Wasserstoff,
• zusätzliches Know-how wird in den sechs norddeutschen „Reallaboren der Energiewende“ aufgebaut.

Niedersachsen leistet bei der so genannten Sektorenkopplung bereits heute Pionierarbeit. Hierzu zählen unter anderem:

• Coradia iLint – CO2-Einsparpotenzial im Schienenverkehr
  

ALSTOM Salzgitter hat den weltweit ersten Zug entwickelt, der mit einer Wasserstoff-Brennstoffzelle betrieben wird. Die Höchstgeschwindigkeit beträgt 140 km/h, die Reichweite liegt bei 1.000 Kilometern. Seit 2018 ist ein Zugpaar im Fahrgastbetrieb zwischen Stade und Cuxhaven eingesetzt; im Herbst 2021 beginnt der Regelbetrieb mit 14 Zügen.

• SALCOS - Stahlerzeugung mit Wasserstoff bei der Salzgitter AG
  

Bei der Produktion von Stahl kann CO2 erheblich reduziert werden, wenn bei der Reduktion von Eisenerz regenerativer Wasserstoff statt Koks eingesetzt wird. Einen ersten Schritt hat die Salzgitter AG mit der Errichtung einer Hochtemperatur-Elektrolyse gemacht, in der Wasserstoff unter Einsatz der Abwärme der Stahlhütte hergestellt wird. Der Bau der Anlage zur Direktreduktion von Eisenerz mit Wasserstoff ist noch nicht umgesetzt.

• Abfallentsorgung mit Wasserstofffahrzeugen der Firma FAUN
  

Mit BluePower hat FAUN ein Antriebskonzept für Müllfahrzeuge und Kehrmaschinen entwickelt, das Batterie-und Brennstoffzellenantrieb kombiniert und die speziellen Anforderungen bei der Müllsammlung berücksichtigt. So können nicht nur Schadstoffemissionen, sondern auch Lärm minimiert werden.

• Audi e-gas-Produktion mit CO2 aus einer EWE-Biogasanlage
  

Im emsländischen Werlte produziert Audi aus regenerativem Strom synthetisches Gas (e-gas) für seine Erdgasfahrzeug-Flotte. Zu diesem Zweck wird in einer 6-Megawatt-Elektrolyse grüner Wasserstoff hergestellt. Die benachbarte Biogasanlage der EWE liefert das CO2 zur Methanisierung des Wasserstoffes. Fahrzeuge, die mit e-gas betrieben werden, haben einen 70 Prozent geringeren CO2-Ausstoß als ein Benziner.

Am 18. Juli 2019 hat Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier die Gewinner im Ideenwettbewerb "Reallabore der Energiewende" bekannt gegeben.

Aus Niedersachsen sind folgende Projekte ausgewählt worden:

CCU P2C Salzbergen (Wasserstoffregion Emsland)

Das Reallabor will mithilfe eines Prototyps das von einer lokalen Müllverbrennungsanlage ausgestoßene CO2 im industriellen Maßstab abscheiden und mit „grünem“ Wasserstoff in synthetisches Methan umwandeln. Dieses kann in das bestehende Erdgasnetz eingespeist werden. Zudem können andere Anlagen versorgt werden, die mit CO2 und „grünem“ Wasserstoff synthetische Kraftstoffe herstellen. Auch können Industrieunternehmen das CO2 zur Herstellung von Spezialchemikalien verwenden und dabei letztlich Erdgas oder Erdöl ersetzen. Eine Begleitforschung berücksichtigt systemische Aspekte.

Grünes Methanol MeOH Projekt (Wasserstoffregion Unterelbe)

Das Reallabor will aus den Abgasen eines Gaskraftwerks das CO2 abscheiden und mit Wasserstoff in Methanol umwandeln. So entstehen pro Jahr 42.000 Tonnen eines Grundstoffs, der in anderen chemischen Verfahren und im Schiffs- und Schwerlastverkehr eingesetzt werden kann. Das Projekt ist um einen Faktor zehn größer als alle vergleichbaren aktuell betriebenen oder geplanten Anlagen weltweit und das erste einem Gaskraftwerk nachgeschaltete Verfahren seiner Art. Das Projekt hat somit einen Leuchtturm-Charakter für die Dekarbonisierung von Industrieprozessen.

Element Eins (Diele / Conneforde)

Das Reallabor erforscht die Kopplung von Strom- und Gasnetzen mit der Power-to-Gas-Technologie. Es soll untersucht werden, wie über einen großtechnischen Elektrolyseur Strom aus nahegelegenen Windenergieanlagen in Wasserstoff umgewandelt und schließlich in bestehende Ferngasleitungen eingespeist werden kann. Im Mittelpunkt dieses Reallabors stehen Fragen der Strom- und Gasnetzintegration und der technischen Auslegung des Elektrolyseurs sowie der Entwicklung von Betreibermodellen und des regulatorischen Umfelds.

"HyLand“-Projekte in Niedersachsen
(Förderprogramm des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur)

HyStarter Region Landkreis Schaumburg:
Die Region wird über das Förderprogramm HyStarter unterstützt, vor Ort ein Akteursnetzwerk herauszubilden und ein Wasserstoffkonzept für die Region zu entwickeln.

HyExpert „H2BrakeCO2“:
Ausgehend vom Einsparpotential von CO2-Emissionen in Transport und Logistik durch den Umstieg auf H2-Technologie, wird im Rahmen des Projektes ein Gesamtkonzept zur Integration einer H2-Infrastruktur in der Stadt Brake (Landkreis Wesermarsch) und umliegender Metropolregion Nordwest erstellt. Der Fokus liegt dabei auf Hafen- und Logistikprozessen.

HyExpert „Wasserstoffnetzwerk Nordostniedersachsen“:
Umsetzung eines regionalen Konzeptes zur integrierten Wasserstoffnutzung im Bereich Lastverkehr (LKW/ÖPNV) in elf Landkreisen in der Elbe-Weser-Region in Nordostniedersachsen. Alle relevanten Positionen der Wertschöpfungskette sind durch regionale Akteure aus den Bereichen der erneuerbaren Energieerzeugung, der Kraftstoffbereitstellung, dem Fahrzeugbau und den Fahrzeugnutzern besetzt. • Unternehmen des Konsortiums verfügen gegenwärtig über rund 1.600 Lkw, 700 Busse, 110 Tankstellen und 175 MW regenerative Erzeugungsleistung.

HyExpert „H2-Region Emsland“:
Konzeptentwicklung für eine integrierte Wasserstoffnutzung im Landkreis Emsland. Als Basis dienen neben dem Reallabor „CCU Salzbergen“ weitere bereits existierende Projektansätze in der Region:

• Get H²:

RWE und sieben weitere Partner planen, im Emsland grünen Wasserstoff im industriellen Maßstab zu erzeugen und in den Sektoren Industrie, Verkehr, Wärme und für eine CO2-freie Stromerzeugung unter Nutzung vorhandener Infrastruktur einzusetzen.

• Hybridge:

Amprion und Open Grid Europe wollen die Sektorenkopplung auf Systemebene vorantreiben, um das Strom- und Gassystem optimal aufeinander abzustimmen. Mit einem Elektrolyseur im Raum Lingen sollen ab 2023 bis zu 100 MW elektrische Leistung in Wasserstoff umgewandelt werden. Ziel ist, alle künftigen Verwendungsarten von Wasserstoff zu erproben.

• Sektorenkopplung:

Die H&R Chemisch Pharmazeutische Spezialitäten GmbH plant die Integration Erneuerbarer Energien in die bestehende Prozesskette durch den Einsatz von grünem Wasserstoff.

• Green Refinery:

Die BP zeigt am Standort Lingen, dass der Einsatz erneuerbarer Komponenten in einer Erdölraffinerie möglich ist. Grüner Wasserstoff spielt dabei eine zentrale Rolle. So kann dieser stofflich für die Erzeugung synthetischer Kraftstoffe und chemischer Grundprodukte genutzt werden.

HyPerformer „Hyways for Future“:
Sektorübergreifende und emissionsfreie Versorgung des Verkehrs mit grünem Wasserstoff in der Metropolregion Nordwest und Norddeutschland. Ein breit gefächertes Konsortium vereint die Sektoren Industrie, Energie und Verkehr und konzentriert sich in dem Vorhaben auf den Aufbau einer mobilitätsbasierten Nachfrage durch H2-Tankstellen und die Anschaffung von Brennstoffzellen-Fahrzeugen sowie die emissionslose, hocheffiziente Erzeugung von grünem Wasserstoff an Industrie- und Speicherstandorten (u.a. der Kavernenspeicher Huntorf), zunächst in der Region Bremen und Oldenburg. Langfristiges Ziel ist die sukzessive Erweiterung von Angebot und Nachfrage grünen Wasserstoffs über alle Sektoren, wie bspw. in der Stahlproduktion in Bremen, in einem erweiterten Radius bis an die Nordseeküste.