Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG
TransHyDE
Die Bundesregierung hat durch ihre Nationale Wasserstoffstrategie (NWS) einen starken Impuls zur Nutzung von Wasserstoff in allen Sektoren des Energiesystems gesetzt. Dabei spielt die Wasserstoffspeicherung eine entscheidende Rolle. Denn als gasförmiger Energieträger ist Wasserstoff speicherbar und kann die abweichende Wasserstoffnachfrage und -erzeugung ausgleichen. Neben der Speicherung von Wassersstoff in Behältern oder Röhren bietet auch der geologische Untergrund Möglichkeiten zur langfristigen Speicherung. Die Kohlenwasserstoffindustrie nutzt den Untergrund schon seit Jahrzehnten um große Mengen an Erdgas im Porenraum der Gesteine (sog. Porenspeicher) oder in Salzkavernen zu lagern. Ob diese Speicheroptionen den hohen technologischen Sicherheitsansprüchen entsprechen und in welchem Umfang diese innerhalb der Infrastrukturkette genutzt werden können wird in diesem Vorhaben untersucht.
Ziel
In dem Vorhaben »H2-Sponge: H2-Speicherpotenzial von geologischen Gesteinsformationen« der ersten Phase von »TransHyDE« werden die Voraussetzungen für zukünftige sichere Wasserstoffspeicher und -Transportinfrastrukturen geschaffen.
Parallel zur Erforschung der Nutzbarkeit werden dabei auch alle Sicherheitsansprüche und belastbare Konzepte zur Überwachung solcher Anlagen sowie die Weiterverteilung des Wasserstoffs zum Nutzer untersucht. Wesentliche Punkte betreffen die geologischen Anforderungen an das Speicher- und Deckgestein, die Priorisierung von Standorten und die experimentelle Untersuchung von Gesteinen im Kontakt mit Wasserstoff (Alms et al, 2023a-c). Um die physikalischen und chemischen Wechselwirkungen im Untergrund zu simulieren, wird im Rahmen des Vorhabens ein experimenteller Prüfstand gebaut. Erst dadurch ist die Bewertung potenzieller Wasserstoffspeichergesteine und die Dichtigkeit der Speicher möglich. Weitere Aspekte fokussieren auf die Integrität aller technischen Komponenten, sowie die strategische Planung von Monitoringkonzepten zur nahtlosen Überwachung aller Prozesse, und die Entwicklung von Aufbereitungsstrategien mit Störstoffmessungen zur Verteilung untertätig gespeicherten Wasserstoffs in Gasnetzen. Ziel ist es, Vorschläge für den Umgang mit Wasserstoff in geologischen Untergrundspeichern auszuarbeiten und passende Infrastruktur- und Sicherheitskonzepte zu entwickeln.
Die im Vorhaben gewonnenen Erkenntnisse werden abschließend bewertet und in eine Gesamtanalyse zur »Sicheren Infrastruktur« einfließen, die für »Skalierbare Lösungen« in der 2. Phase von TransHyDE die Grundlage bilden (Pannek et al., 2024).
