Die Studie "Quo vadis, Elektrolyse?" untersucht, an welchen Standorten die Einführung von Elektrolysekapazitäten zur Herstellung von grünem Wasserstoff zu geringstmöglichen Infrastrukturkosten und Emissionen führt. Die Studie fokussiert sich dabei auf eine Potenzialregion im nordwestlichen Niedersachsen und Schleswig-Holstein. (Quelle: Gasunie Deutschland, Thyssengas, Tennet)
Nur durch eine integrierte Planung der Infrastruktur in den Bereichen Strom und Gas sowie einer daraus resultierenden Identifizierung geeigneter Standorte für Wasserstoff-Elektrolyse werden volkswirtschaftliche Fehlallokationen vermieden. Zu diesem Ergebnis kommt die Studie "Quo vadis, Elektrolyse?", die die drei Partner Gasunie, Tennet und Thyssengas im Rahmen des Projekts Element Eins vorgestellt haben. Dabei bestätigten sich das nordwestliche Niedersachsen und Schleswig-Holstein als vorrangige Potenzialregion. Diese Region könnte durch einen fünfstufigen Entwicklungsplan bis 2035 erschlossen werden.
Tim Meyerjürgens, COO von Tennet, sagte: "Unsere gemeinsame Studie zeigt die signifikanten Vorteile einer systemdienlichen Standortplanung von Elektrolyseuren: Die Elektrolyse muss dort erfolgen, wo Strom aus erneuerbaren Energien erzeugt wird und in ausreichendem Maß zur Verfügung stehen, nämlich überwiegend an den Küsten. Mit dieser Studie haben wir die vorhandenen und künftigen Strom- und Gas-Infrastrukturen erstmals integriert standortscharf analysiert und zeigen die konkreten Möglichkeiten der Weiterentwicklung auf."
„Unsere Ergebnisse beweisen einmal mehr, dass wir Gas- und Strominfrastrukturen integrativ denken müssen. Power-to-Gas ist die Schlüsseltechnologie für den Wasserstoffhochlauf und letztlich für eine erfolgreiche Energiewende“, ergänzt Dr. Thomas Gößmann, Vorsitzender der Geschäftsführung der Thyssengas GmbH.
„Die Studie zeigt neben den Vorteilen einer integrierten Netzplanung auch die hohe Bedeutung des von Gasunie geplanten Wasserstoffbackbones für die rasche Entwicklung einer leistungsfähigen Wasserstoffinfrastruktur in Deutschland. Darüber hinaus gibt uns die Studie einen sehr guten Ausblick, wie und wohin wir den bereits identifizierten Wasserstoffbackbone in der Zukunft noch weiterentwickeln müssen“, fügt Jens Schumann, Geschäftsführer der Gasunie Deutschland, hinzu.
Zusammenfassung der Studien-Ergebnisse
Die Studie soll die Diskussion für einen schnellen und systemdienlichen Wasserstoffmarkthochlauf in Deutschland weiter vorantreiben. Erstmalig wurden dabei die vorhandenen und künftigen Strom- und Gas-Infrastrukturen gemeinsam berücksichtigt und Möglichkeiten der systemdienlichen Weiterentwicklung standortscharf mit einbezogen.
Das nordwestliche Niedersachsen ist nach den Ergebnissen der Studie für infrastrukturell koppelnde Elektrolyseure in einer ersten Phase zu bevorzugen. Hier können infolge der großflächigen Umstellung von L- auf H-Gas bestehende Erdgasleitungen kurzfristig für eine weitreichende Verteilung von Wasserstoff nutzbar gemacht werden. Die vorhandene Gasinfrastruktur hilft dabei, den erzeugten grünen Wasserstoff strukturiert und verbrauchsgerecht in die Lastzentren zu transportieren. In einem zweiten Schritt können große Elektrolyseure in Schleswig-Holstein nach 2025 an ein Wasserstoffnetz angebunden werden. Bereits vorher könnten hier regionale Wasserstoff-Anwendungen die Engpasssituation im Stromübertragungsnetz kurzfristig entlasten.
Fünfstufiger Entwicklungspfad bis 2035
Die Autoren der Studie schlagen einen fünfstufigen Entwicklungspfad zum Aufbau der Wasserstoffinfrastruktur bzw. infrastrukturkoppelnder Elektrolyseure vor. Die ersten beiden Schritte können bereits ab 2025 umgesetzt werden. Hierzu gehören:
Stufe 1: Die Umspannwerksstandorte Emden/Ost und Diele sowie Garrel/Ost sind für die ersten Großelektrolyseure besonders interessante Standorte. Diele liegt nah am potenziellen Wasserstoffnetz des Fernleitungsnetzbetreibers Gasunie Deutschland. Mit dem Anschluss beider Standorte, Diele und Emden/Ost, können Bremen und Hamburg sowie die Salzkavernenspeicher-Standorte Nüttermoor und Jemgum erreicht werden. Beide Standorte bieten zudem in Bezug auf die betrachtete Potenzialregion die effizientesten Transportwege des Wasserstoffs zum Verbrauchsschwerpunkt Rhein-Ruhr-Gebiet. So kann frühzeitig eine Verbindung zwischen großskaliger Erzeugung und dem entsprechenden Verbrauch des Wasserstoffs geschaffen werden.
Stufe 2: Im zweiten Schritt bedarf es einer Weiterentwicklung der Wasserstoffnetze in Richtung der anderen Hochpotenzialstandorte im nördlichen Niedersachsen. Dabei sollten die sich vom angedachten Wasserstoff-Backbone nördlich befindenden Umspannwerkstandorte angeschlossen werden. Dies betrifft vor allem Conneforde und die Region Wilhelmshaven.
Ab 2030/2035 folgen die weiteren Schritte drei bis fünf:
Stufe 3: Entsprechend der Stromnetzauslastung bietet sich bereits heute der Aufbau von Elektrolysekapazitäten in Schleswig-Holstein für lokale Anwendungen in Raffinerie und Verkehr an. Die erzeugten Wasserstoffmengen können aufgrund absehbar hoher Transportanforderungen von Erdgas im Bestandsnetz hingegen voraussichtlich ab 2030 abtransportiert werden. Schleswig-Holstein ist dann, teilweise über Neubauten, in das Wasserstofffernleitungsnetz integrierbar. Zunächst bieten sich Elektrolyseurstandorte entlang der schleswig-holsteinischen Hochspannungsstromleitung "Mittelachse" zwischen Flensburg und Elbe an.
Stufe 4: Darüber hinaus bieten sich nach den Stromkriterien auch die direkten Küstenstandorte in Schleswig-Holstein an. Hier ist bislang keine Gasfernleitungsinfrastruktur vorhanden. Diese sollte entsprechend vor dem Hintergrund der hohen Erzeugungspotentiale für Erneuerbare Energien und Wasserstoff neu gebaut werden.
Stufe 5: An einzelnen derzeit kritisch bewerteten Standorten würde sich eine an den Netzengpässen orientierte Fahrweise der Elektrolyseure positiv auf die Engpasssituation im Höchstspannungsnetz auswirken. Hierbei wären aber nach heutigem Stand nur deutlich geringere Einsatzzeiten möglich.
Die Studie kann unter https://www.element-eins.eu/downloads/informationsmaterialien.html kostenfrei heruntergeladen werden.