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  • STEAG investiert in den Energieträger der Zukunft

    EU und Bundesregierung wollen Wasserstoff als Energieträger der Zukunft voranbringen. STEAG stützt diese Entwicklung mit einem innovativen Projekt im Saarland. Damit sich die klimafreundliche Energie durchsetzt, müssen aber auch die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen stimmen.

    Mit dem „HydroHub Fenne“ beteiligte sich STEAG 2019 erfolgreich an dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie ausgerufenen Ideenwettbewerb „Reallabor der Energiewende“. Gesucht wurden Projekte, die innovative Verfahren für die Dekarbonisierung der Industrie und des Verkehrssektors durch CO2-freien Wasserstoff vorantreiben. Kernstück des „HydroHub“ ist ein Elektrolyseur mit einer Leistung von 17,5 Megawatt (MW), der Wasser durch Elektrolyse in seine chemischen Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. „Die hier eingesetzte Elektrolysetechnologie mit sogenannten Proton-Exchange-Membranen ist technisch die erste Wahl bei der Herstellung von ,grünem‘ Wasserstoff“, erklärt Philipp Brammen, der das gemeinsam mit Siemens, dem Institut für ZukunftsEnergie- und Stoffstromsysteme und dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz geplante Projekt für STEAG koordiniert.

    Das Energieunternehmen wählte das saarländische Völklingen-Fenne als Standort des „HydroHub“, weil hier gleich mehrere Anlagen zur Erzeugung von Strom, Fernwärme und Prozessdampf nah beieinander betrieben werden. Diese bilden schon heute einen Energieknotenpunkt, an dem Stromnetz, Fernwärmenetz sowie eine Gaspipeline zusammenlaufen.

    Das Projekt ist zwar in der Planung bereits weit fortgeschritten, den Startschuss zur Realisierung hat die STEAG-Geschäftsführung aber noch nicht gegeben. Ein Grund ist, dass die derzeit zu erwartende Investitionsförderung durch die öffentliche Hand noch unzureichend ist. Denn bei aller Begeisterung für die neue Technologie, die den Kommissions-Vizepräsidenten der Europäischen Union (EU), Frans Timmermanns, dazu verleitete, Wasserstoff als Rockstar sauberer Energien zu bezeichnen: Die Produktion des klimafreundlichen Energieträgers ist kein ökologischer Selbstzweck. Es muss sich ein Markt entwickeln, auf dem Abnehmer bereit sind, grünen Wasserstoff in so großen Mengen zu ordern, dass Unternehmen wie STEAG die Produktion mit Aussicht auf wirtschaftlichen Erfolg betreiben können.

    Diesen sogenannten Markthochlauf hat die Bundesregierung zu einem wichtigen Bestandteil ihrer Nationalen Wasserstoffstrategie (NWS) gemacht. Bis 2030 sollen Erzeugungsanlagen für grünen Wasserstoff mit einer Gesamtleistung von bis zu fünf Gigawatt (GW) errichtet werden (in der EU soll die Wasserstoffproduktion bis 2024 bis zu 6 GW betragen). Weitere 5 GW sollen bis 2035 oder spätestens 2040 folgen (in der EU bis 2030 mindestens 40 GW). Konkret heißt es in der NWS: „Angebot, Versorgung und Nachfrage werden immer zusammenhängend betrachtet.“ Insgesamt neun Milliarden Euro will die Bundesregierung zur Förderung der Wasserstoffproduktion in und für Deutschland investieren.

    Am Standort Völklingen-Fenne tut sich einiges. Dort ist unter anderem der Elektrodenkessel im Einsatz, an welchem innovative Anwendungsmöglichkeiten und eine ferngesteuerte, stromnetzgeführte Fahrweise ausgetestet werden. Durch die neugeschaffene Flexibilität für das Stromsystem leistet der Elektrodenkessel einen intelligenten Beitrag zur Energiewende in Deutschland.

    „Der Markthochlauf der Wasserstoffwirtschaft muss als konzertierte Aktion verstanden werden, damit sich die in diesen Energieträger gesetzten Hoffnungen auch erfüllen können“, sagt Joachim Rumstadt, Vorsitzender der STEAG-Geschäftsführung. „Fürs Erste muss es jedoch darum gehen, eine Wasserstoffwirtschaft erfolgreich zu etablieren. Dafür braucht es Elektrolyseure im industriellen Maßstab und Industriekunden.“

    Diesen Aspekt will auch der jüngst ernannte Innovationsbeauftragte der Bundesregierung für grünen Wasserstoff, Dr. Stefan Kaufmann, zu einem Schwerpunkt machen: „Hier gibt es noch viel zu tun, etwa in puncto Wirtschaftlichkeit, Lebensdauer sowie Serienproduktion“, so der CDU-Politiker, der mit seinem neuen Amt im Ministerium für Bildung und Forschung angesiedelt ist (siehe dazu auch Interview auf Seiten 18 bis 21). „Bei alldem wird es wichtig sein, dass wir vor dem Hintergrund anstehender Investitionszyklen Planungssicherheit schaffen. Es geht um die Dekarbonisierung von Wirtschaft, Verkehr und Wärmeerzeugung, um die Klimaziele zu erreichen.“

    Diese Zielsetzungen lesen sich wie ein Lastenheft für das „HydroHub Fenne“. Denn dieser Energieknotenpunkt kann Wasserstoff für gleich mehrere Anwendungen produzieren: Zum einen könnte der Energieträger von hier dem Erdgasnetz beigemischt werden. Zum anderen könnte er in derzeit nicht mehr genutzte, für den reinen Wasserstoffbetrieb geeignete Rohrleitungen eingespeist werden und zu potenziellen Verbrauchern transportiert werden. Aus dem Pufferspeicher könnte der Wasserstoff schließlich auch in die am Kraftwerksstandort vorhandenen Motoren abgegeben oder in einem neuen Gaskraftwerk verbrannt werden, um elektrische und thermische Energie, etwa für die Fernwärmeversorgung, zu erzeugen.

    Auch industrielle Abnehmer des klimafreundlichen Energieträgers sitzen quasi vor der Haustür: Stahlproduzenten, wie etwa die Saarstahl-Gruppe. Denn aus Sicht von Bundesforschungsministerin Anja Karliczek hängt die zukünftige Stahlproduktion in Deutschland stark von erneuerbaren Energien ab. „Der Schlüssel, um die Stahlbranche in Deutschland zu halten, ist der Einsatz von grünem Wasserstoff“, sagt die CDU-Politikerin. Um die Bedeutung von Wasserstoff für den Wirtschaftsstandort Saar weiß auch die Landesregierung.

    „Das Saarland ist Stahlland, und schon vor Corona war es richtig, Stahl zu fördern, der ökologisch hergestellt wird, etwa durch Wasserstofftechnologie. Jetzt ist das überlebensnotwendig“, unterstreicht der saarländische Ministerpräsident Tobias Hans (CDU).

    „Der Schlüssel, um die Stahlbranche in Deutschland zu halten, ist der Einsatz von grünem Wasserstoff.“

    Anja Karliczek, Bundesforschungsministerin, CDU

    Regulatorisch haben Bundesregierung und EU in ihren Wasserstoffstrategien mit Überlegungen zur weitgehenden Befreiung der Wasserstoff-Produktion von Steuern und Abgaben sowie einer europaweiten Harmonisierung der Besteuerung die Weichen für den Weg zur Marktreife von grünem Wasserstoff gestellt. Konkret soll die Produktion grünen Wasserstoffs von der EEG-Umlage befreit werden. Zudem soll geprüft werden, einen Teil der Mehrkosten des vergleichsweise teuren Energieträgers zu übernehmen – sofern damit CO2-Emissionen in der Industrie verhindert werden. Anders als in den 1990er-Jahren, als es schon einmal einen Wasserstoff-Hype gab, will die Bundesregierung diesmal aber Förderanreize für Investitionen in grünen Wasserstoff setzen.

    „Die NWS enthält einen Prüfauftrag, den für Elektrolyse-Anlagen benötigten Strom von Steuern und Abgaben zu befreien“, erklärt Philipp Brammen. „Das ist ein entscheidender Hebel, die Marktreife von technischen Innnovationen zu fördern und Konzepten wie dem von STEAG zur Umsetzung zu verhelfen. Mit dem ,HydroHub Fenne‘ können wir zeigen, dass die Sektorenkopplung mittels Wasserstoffelektrolyse Realität werden kann.“

    „Grüner“ Wasserstoff wird aus regenerativen Energieträgern wie beispielsweise Windrädern mittels Wasserelektrolyse hergestellt. Hierbei wird in einem Elektrolyseur mithilfe von Elektrizität Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Grüner Wasserstoff hat den Vorteil, in der Herstellung ohne CO2-Emissionen auszukommen und auch bei der weiteren energetischen Nutzung nahezu emissionsfrei zu sein.

    „Grauer“ Wasserstoff ist Wasserstoff, der nicht CO2-neutral hergestellt wird, weil er zum Beispiel aus Erdgas gewonnen wird. Diese Form des Wasserstoffs fällt zum Beispiel bei Herstellungsprozessen in der chemischen Industrie als Nebenprodukt an.

    „Blauer“ Wasserstoff ist grauer Wasserstoff, bei dem das während der Erzeugung anfallende CO2 abgeschieden und gespeichert wird. Bei diesem „Carbon Capture and Storage“ (CCS) genannten Verfahren wird das CO2 beispielsweise in unterirdischen Lagern gespeichert, sodass keine CO2-Emissionen in die Atmosphäre gelangen. Damit ist diese Form der Wasserstoffproduktion zumindest bilanziell CO2-neutral. Dieses Verfahren ist in Deutschland im Hinblick auf mögliche Sicherheitsmängel allerdings umstritten.

    „Türkiser“ Wasserstoff wird per Methanpyrolyse aus Erdgas hergestellt. Dabei wird das Erdgas in einem Hochtemperaturreaktor thermisch in seine Bestandteile Wasserstoff und Kohlenstoff zerlegt. Der bei diesem Verfahren anfallende Kohlenstoff wird jedoch nicht freigesetzt, sondern ist fest und kann beispielsweise in der chemischen Grundstoffindustrie weiter genutzt werden. Dieses „Carbon Capture and Usage“ (CCU) gilt daher als klimaneutral.