Studie: Wasserstoffstrategie droht ohne zusätzliche Speicher zu scheitern

Das Westfälische Energieinstitut (WEI) hat die Rolle großer Untergrundspeicher für die deutsche Wasserstoffstrategie untersucht, die für das Erreichen der Energiewendeziele bis 2045 substanzielle ist. Die Strategie, so das Fazit, droht „an strukturellen Sachzwängen zu scheitern“, genauer: am mangelnden Speichervolumen. Markus Löffler, Autor der vom WEI zum Download bereitgestellten Studie, betont: „Der zu erwartende Mangel an Wasserstoffspeichern wird die Energiewende gemäß heutigen Planungen ausbremsen.“

Die Annahmen zum Import riesiger Mengen grünen Wasserstoffs für die Strom- und Wärmeerzeugung sowie die als Industriegrundstoff gehen dabei, so die Studie, bereits von gigantischen Investitionen in den Exportländern aus. Dort müssten – unter Annahme von 900 Terawattstunden Wasserstoff pro Jahr und einem angenommenen Elektrolyse-Wirkungsgrad von 66 Prozent – Photovoltaik- und Windkraftanlagen für eine Stromerzeugung von mindestens 1.350 Terawattstunden jährlich entstehen. Umwandlungs-, Speicher- und Transportverluste seien hierbei noch nicht einkalkuliert. Es müsse somit eine Stromproduktion mit erneuerbaren Ressourcen aufgebaut werden, „die deutlich oberhalb dessen liegt, was Deutschland mit circa 1.000 Terawattstunden pro Jahr selbst im Rahmen seiner Energiewende anstrebt“.

Ob angesichts solcher Relationen der nötige Import gesichert werden kann, ist der Studie zufolge fraglich. Wasserstoff werde weltweit als strategischer Energieträger gehandelt, wobei Asien, Nordamerika und andere europäische Staaten als konkurrierende Nachfrager auftreten: „Deutschland wäre ein Marktteilnehmer unter vielen – ohne privilegierten Zugriff auf Produktionskapazitäten.“

Gasspeicher-Prinzip gilt auch für Wasserstoff

Unabhängig davon müssten riesige Importmengen aber auch gespeichert werden. Die Studie hat zur Bewertung dieser Frage, vereinfacht ausgedrückt, die heutige Situation auf dem Gasmarkt auf Wasserstoff übertragen. Beim Erdgas seien Deutschlands exportbereinigte Nettoimporte im Jahresverlauf relativ konstant, der Verbrauch schwanke hingegen stark zwischen Sommer und Winter. Diese Differenz werde vor allem durch große Untergrundspeicher ausgeglichen, denen außerdem bei „Importstörungen“ die Rolle einer Energiereserve zukomme. „Dieses Prinzip“, heißt es in einer Mitteilung des WIE, „gilt auch für eine künftig stark importabhängige Wasserstoffwirtschaft.“

Das Problem hierbei ist die im Vergleich zu Erdgas wesentlich geringere volumetrische Energiedichte von Wasserstoff und auch dessen Derivaten. Auf Basis der Importstrategie der Bundesregierung für Wasserstoff und Wasserstoffderivate beziehungsweise der Szenarien des Nationalen Wasserstoffrats errechnet die Studie einen Speicherbedarf von 175 bis 315 Terawattstunden, zusammengesetzt aus saisonalem Bedarf und einer strategischen Reserve. Dies entspreche energetisch ungefähr den heutigen Erdgasreserven (circa 250 Terawattstunden). Die deutlich geringere volumetrische Energiedichte von Wasserstoff erfordere aber ungefähr das Fünffache des heutigen Speichervolumens, wobei die Studie sich technische Bewertungen zur Speicherung in Salzkavernen bezieht. Es müssten also „deutlich mehr Salzkavernen geschaffen und bestehende Strukturen umfassend umgewidmet werden – mit entsprechend höherem Flächen- und Investitionsbedarf“. Die Bundesregierung gehe in ihrem „Weißbuch Wasserstoffspeicher“ hingegen von lediglich 80 Terawattstunden saisonaler Speicherung aus.

Es gebe zwar geeignete geologische Salzstrukturen, aber für viele angekündigte Projekte fehle noch eine finale Investitionsentscheidung. Daher kommt die Studie zu dem Schluss, dass Speicher als strategische Infrastruktur zu betrachten seien und nicht als kurzfristige Marktprojekte. Die Speicherfrage sei eine nationale Infrastrukturaufgabe und lasse sich weder durch Importlogistik noch durch ausländische Speicherinfrastruktur ersetzen. „Ohne geeignete staatliche Rahmensetzung – etwa durch Kapazitätsmechanismen, Investitionszuschüsse, Mindestfüllstandsregeln mit Vergütungskomponente, strategische Speicherprogramme oder öffentlich-rechtliche Trägerschaft – ist nicht davon auszugehen, dass der erforderliche Ausbaupfad allein durch Marktkräfte initiiert wird“, heißt es in der Studie.

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