Abb. 1: Anpassungskosten eines Beispiel-Kavernenspeichers in Abhängigkeit des Wasserstoffanteils im Speichergas nen in sechzehn Porenspeichern gelagert werden. Für die technische Fähigkeit zur Wasserstoffspeicherung sind drei Bereiche zu unterscheiden: die geologische Formation untertage und die Unter- und Obertageanlagen. Integraler Bestandteil der Studie war es, die Auswirkungen von Wasserstoff auf Gasspeicher zu untersuchen. Dabei wurden alle wesentlichen Anlagenteile der bestehenden unter- und obertägigen Speichereinrichtungen, die Leistungsdaten und das thermodynamische Verhalten für Gas und Wasserstoff und deren ökonomischen Auswirkungen auf die Anlageninfrastruktur und den Betrieb künftiger Wasserstoffspeicher untersucht. Als Grundlage dafür dienten aktuelle Literatur und Forschungsprojekte. Während bei Kavernenspeichern bereits eine Anpassung der Anlagenkomponenten die Speicherung von reinemWasserstoff imGrundsatz ermöglicht, muss bei Porenspeichern eine Einzelfallprüfung die Tauglichkeit zunächst belegen. Kavernenspeicher werden in der Modellierung deshalb vollständig für die Umwidmung auf Wasserstoff eingesetzt. Für den Bereich der Porenspeicher wird angenommen, dass aufgrund der geologischen Gegebenheiten nur vier von sechzehn Porenspeichern für die Speicherung von reinem Wasserstoff genutzt werden können. Für die geologischen Formationen hat sich ergeben, dass in Summe aus den angenommen 35 tauglichen Poren- und Kavernenspeichern eine Wasserstoffspeicherkapazität von insgesamt 32 TWh bereitgestellt werden könnte. Auf Basis der Studienergebnisse lässt sich somit bereits feststellen, dass die Umstellung der bestehenden Gasspeicher in Deutschland den Bedarf der zukünftig benötigten Wasserstoffspeicherkapazität gemäß BMWK-Langfristszenarien nicht vollständig decken kann. Kosten für die technische Anpassung von Gasspeichern an Wasserstoff Die ökonomischen Auswirkungen unterschiedlicher Anteile vonWasserstoff im Speichergas wurde im Rahmen der Studie an jeweils einem beispielhaften Poren- und Kavernenspeicher dargestellt. Grundsätzlich ist die Speicherlandschaft in Deutschland sehr heterogen. Vor allem bei den Porenspeichern liegen höchst unterschiedliche geologische Bedingungen vor, aber auch bei den Kavernenspeichern bestehen Unterschiede in den Teufenlagen und Größen der einzelnen Kavernen sowie in der Anzahl der Kavernen je Gasspeicher. Aus diesem Grund wurde zur Ermittlung der wesentlichen Speicherparameter der arithmetische Mittelwert der jeweiligen Verteilung berechnet. Ziel der Untersuchungen war es, den Anpassungsbedarf für Wasserstoffbeimischungen zum Gas in Schritten von 1, 5, 20, bis hin zu 100 Volumenprozent darzustellen und zu bewerten. Entsprechend den Grundlagenuntersuchungen der Studie ergeben sich sowohl Bereiche, in denen einzelne Komponenten ohne Einschränkungen genutzt werden können, als auch solche, für die eine Ertüchtigung der jeweiligen Komponente erforderlich ist. Bei den Ertüchtigungen ist zu unterscheiden zwischen geringfügigen Anpassungen oder dem Austausch kleinerer Untergruppen und einer umfassenden Überarbeitung bzw. einem vollständigen Austausch einer Hauptkomponente. In diesem Zusammenhang hat die Studie zwei Varianten betrachtet: 1. Optimistischer Fall hinsichtlich der Eignung der verbauten Komponenten 2. Konservativer Fall mit erhöhtem Anpassungsbedarf und teilweise früherer Fälligkeit der Anpassungsmaßnahmen Der aus diesen Ansätzen zur Kostenbestimmung resultierende Verlauf der , Mio. € , Mio. € % % % % % % % % % % % Investitionskosten in Mio. € Wasserstoffanteil im Erdgas in Vol.-% optimaler Fall konservativer Fall Speicherkapazität: Wasserstoff: rd. , TWh Gas: rd. , TWh Quelle: Studie „Wasserstoff speichern – so viel ist sicher“, S. 94 (DBI, 2022) 54 energie | wasser-praxis 08/2022 F O R S C H U N G & E N T W I C K L U N G
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