No-Regret-Infrastruktur: Wasserstoffnetze für Stahl und Chemie

Die Organisation Agora Energiewende schlägt vor, sich beim Bau von Wasserstoffleitungen und Speichern zunächst auf wenige Regionen zu konzentrieren.

Artikel von Hanno Böck veröffentlicht am 27. Februar 2021, 10:00 Uhr

Erdgasleitungen könnten künftig Wasserstoff transportieren, doch wie viele davon noch gebraucht werden, ist unklar. (Bild: SASOL, Wikimedia Commons/CC-BY-SA 3.0)

Welche Netzinfrastruktur benötigt künftig eine Wasserstoffwirtschaft? Eine Studie, die die Organisation Agora Energiewende gemeinsam mit dem Beratungsunternehmen AFRY Management Consulting erstellt hat, legt nahe, dass man sich dabei zunächst auf wenige Regionen konzentrieren sollte. Die Wasserstoffnetze würden Industrieanlagen versorgen, bei denen es vergleichsweise unstrittig ist, dass sie künftig Wasserstoff benötigen werden.

Dabei geht es vor allem um den Bedarf von Stahlwerken sowie die Produktion von Chemikalien und hier in erster Linie um Ammoniak. Das Gas ist ein wichtiger Grundstoff der Düngemittelproduktion. Wasserstoffleitungen für diese Sektoren sieht Agora als No-Regret-Investitionen, bei ihnen bestehe ein geringes Risiko, dass sie später überflüssig werden.

Stahl und Ammoniak als No-Regret-Sektoren

Ammoniak wird bereits heute aus Wasserstoff hergestellt, die Produktion ist einer der größten industriellen Wasserstoffkonsumenten. Bei der Stahlproduktion ist die Direktreduktion mit Wasserstoff eine Möglichkeit, die hohen Kohlendioxid-Emissionen zu vermeiden. Mehrere europäische Stahlkonzerne planen in den nächsten Jahren erste Anlagen, in denen diese Technologie zum Einsatz kommen soll.

Es gibt bereits heute Stahlwerke, die Direktreduktionsanlagen einsetzen, nur werden diese mit Erdgas betrieben. Die Wasserstoff-Direktreduktion unterscheidet sich davon nur geringfügig, die Industrie kann daher auf die Erfahrung mit bereits bekannten Technologien aufbauen.

In vielen anderen Sektoren wird der Einsatz von Wasserstoff zwar diskutiert, ist aber deutlich umstrittener. Die Argumentation von Agora: Wenn man Infrastruktur schafft für Sektoren, bei denen noch nicht klar ist, dass Wasserstoff eine Rolle spielen wird, besteht das Risiko von Investitionsruinen.

In der Studie hat das Beratungsunternehmen AFRY den Bedarf sowie mögliche Orte zur Wasserstoffproduktion und dafür geeignete Speicher simuliert. Dabei wurde ein Szenario mit rein grünem Wasserstoff betrachtet sowie ein Szenario mit einer Mischung aus grünem und blauem Wasserstoff. Als grün wird Wasserstoff bezeichnet, der direkt mit erneuerbarem Strom in Elektrolyseanlagen erzeugt wird, mit blauem Wasserstoff sind klassische Erdgas-Dampfreformierungsanlagen gemeint, bei denen mithilfe von CCS-Technologie die Kohlendioxid-Emissionen abgeschieden werden.

Doch selbst im gemischten Szenario hätte der blaue Wasserstoff nur eine temporäre und eher kleine Rolle. Nach 2030 wird sich nach den Einschätzungen von Agora und AFRY blauer Wasserstoff nicht mehr lohnen, bei einer ambitionierten Förderung von erneuerbaren Energien und Elektrolyseanlagen möglicherweise schon früher.

Günstige Speicher in Salzkavernen

Ein gewisser Bedarf für Wasserstoffnetze und auch Speicher ergibt sich in jedem Fall. Die Industriebetriebe werden absehbar einen konstanten Wasserstoffbedarf haben, während die erneuerbare Stromerzeugung primär mit volatilen Quellen wie Wind- und Solarenergie erfolgt. Bei den Speichern sieht die Studie vor allem Salzkavernen als attraktiv an, da diese deutlich günstiger zu realisieren seien als oberirdische Speicher. Das hat auch Auswirkungen auf die Netze. Laut Angus Paxton von AFRY lohnt es sich in vielen Fällen, längere Pipelinenetze zu bauen, wenn sich dadurch günstigere Speicheroptionen erschließen lassen.