HPC Krummhörn

Wasserstoff speichern - Warum?

Wasserstoff in großen Mengen speichern zu können bedeutet Erneuerbare Energiequellen flexibel verfügbar zu machen. Das ist wesentlich für ein dekarbonisiertes Energiesystem in der Zukunft und den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft in Deutschland. Seit Jahrzehnten nutzen wir Großspeicher für die sichere Speicherung von Erdgas. Mit dem Projekt HPC Krummhörn erproben wir, Wasserstoff untertage in Kavernen zu speichern.

Der Hintergrund

Die Speicherung von Wasserstoff in Salzkavernen wird bisher nur vereinzelt in den USA und in UK angewendet. Insbesondere für den operativen Betrieb mit zyklischer Ein- und Ausspeicherung liegen in Deutschland noch keine ausreichenden Erfahrungen vor. Es gibt von Seiten der Hersteller keine ausreichenden Spezifikationen bezüglich Materialverträglichkeit sowie Zertifizierungen für den Betrieb mit Wasserstoff. Aus diesem Grund untersuchen wir geologische Bedingungen, genauso wie sämtliche Anlagenteile auf ihre Verträglichkeit hinsichtlich Wasserstoffs in einer eigens dafür hergestellten Pilotkaverne. Die hier gewonnenen Erfahrungen sollen dann die Basis für größer skalierte Projekte und die Grundlage für die Errichtung weiterer, dann kommerzieller, Wasserstoffkavernen an anderen Standorten bilden.

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Projektbeschreibung

  • Eröffnung der Demonstrationsanlage im Jahr 2024
  • Speichervolumen von bis zu 500.000 Nm³ Wasserstoff - entspricht 1,8 GWh
  • Testen des Betriebs und der Technologie der 100%igen H2-Speicherung in realer Umgebung
  • Verständnis der Genehmigungsverfahren und -anforderungen
  • Untersuchung von Materialien, unterirdischen und oberirdischen Installationen und der Funktionalität einzelner Komponenten im H2-Speicherbetrieb
  • Entwicklung einer Speicherlösung für erneuerbaren Wasserstoff im kommerziellen Maßstab
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HPC_ scheme_de

Prozessablauf

Bewertung des Status der Bohrung und Durchführung eines zweistufigen Gasdichtheitstests

Für die Erstellung der H2 Pilotkaverne nutzen wir die vorhandene Speicherbohrung K6. Vor Beginn der Arbeiten auf dem Kavernenplatz, untersuchen wir die bestehenden Komponenten der Bohrung in verschiedenen Materialtests auf ihre Eignung für einen Wasserstoff-Speicherbetrieb. Zunächst stellen wir mit einer Workover-Anlage den Zugang zum offenen Bohrloch wieder her und schaffen einen definierten durchgängigen Bohrlochdurchmesser in dem unverrohrten Bereich des Bohrlochs, der zum Testbereich gehört. Zusätzlich unterziehen wir die Bohrung einem zweistufigen Gasdichtheitstest mit den Testmedien Stickstoff und Wasserstoff. 

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Illustration zur ersten Projektphase: Status der Bohrung

Schaffung einer Kaverne durch Aussolung

Während der Solphase erstellen wir eine Pilotkaverne mit einem geometrischen Hohlraumvolumen von ca. 3.000 m³ im unteren Bereich der Bohrung. Diese Konfiguration erlaubt eine mögliche spätere Nachsolung zur Vergrößerung der Kaverne, um die Kaverne nach der Pilotphase kommerziell für die Wasserstoffspeicherung nutzen zu können. Für die Phase der Aussolung werden die erforderlichen soltechnischen Installationen eingebaut und die Kaverne über das Feldleitungssystem an die Solstation angeschlossen. Um die Kavernenform gezielt zu entwickeln, verwenden wir Stickstoff als Blanket-Medium.

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Illustration zur zweiten Phase: Solphase

Wasserstoff-Dichtheitstest und Einbau einer Wasserstoffspeicher-Komplettierung

Nach Erstellung der Pilotkaverne werden die soltechnischen Installationen ausgebaut und die Kaverne einem erneuten Dichtheitstest mit dem Medium Wasserstoff unterzogen. Dabei entspricht der Testdruck dem späteren Speicherbetriebsdruck. Anschließend rüsten wir die Kaverne für den Wasserstoffbetrieb um. In diesem Zusammenhang installieren wir u.a. eine Wasserstoff-Förderrohrtour mit untertägigen Spezialkomponenten und einen Wasserstoff-Bohrlochkopf. Obertägig verbinden wir die Kaverne über das Feldleitungssystem mit der Speicherstation, wo die Wasserstoff-Speicherkomponenten aufgebaut werden.

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Illustration zu Phase 3: Wasserstoff-Dichtheitstest

Wasserstoff-Erstbefüllung und anschließende Pilot-Speicherung

Zur Bewertung der verschiedenen geplanten Untersuchungen, der Betriebsbedingungen und der Wasserstofftauglichkeit der Komponenten, installieren wir entsprechende Messapparaturen. Nach Inbetriebnahme aller Komponenten, befüllen wir die Kaverne dann erstmalig mit Wasserstoff. Die zu diesem Zeitpunkt noch in der Kaverne befindliche Sole wird durch den Wasserstoff verdrängt und über einen Soleentleerungsstrang zutage gefördert. Nach vollständiger Befüllung wird der Soleentleerungsstrang mit einer sogenannten Snubbing-Anlage unter Druck aus der Kaverne ausgebaut. Anschließend beginnt die Betriebsphase der Wasserstoff Pilotkaverne.

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Illustration zu Phase 4: Wasserstoff-Erstbefüllung

Projekt Meilensteine

Foto mit dem Föderbescheid für das H2-Speicherprojekt in Krummhörn

Förderbescheid

Nach einer Machbarkeitsstudie bewilligte Niedersachsens Umweltminister Olaf Lies am 25. Juli 2022 Fördermittel in Höhe von 2,375 Mio. € für Unipers Wasserstoff-Pilotprojekt in Krummhörn und bezeichnete es als ‚einen wichtigen Baustein der Energiewende…

Mechanical integrity test HPC

Mechanischer Integritätstest

Von April bis Juni 2023 wurde an der bestehenden Bohrung mit den Medien Wasserstoff und Stickstoff ein erster Gasdichtheitstest erfolgreich durchgeführt.

Schaffung einer Kaverne durch Aussolung - Pumpenhaus

Schaffung einer Kaverne durch Aussolung

Massive unterirdische Salzablagerungen wurden über 8 Wochen (Januar - März 2024) gesolt und bildeten eine 3.000 m³ große Kaverne (30 m hoch, 16 m Durchmesser). Sie kann nahezu 500.000 Nm³ Wasserstoff speichern – das entspricht etwa 1,8 GWh.

Einbau einer wasserstoffverträglichen Komplettierung

Installation der Komplettierung

Von April bis Mai 2024 fand eine Aufwältigung statt, bei der die Sole-Rohre entfernt und die wasserstoffkompatible Komplettierung installiert wurde.

Opening storage facility for green hydrogen in Krummhörn

Eröffnung

Der niedersächsische Wirtschaftsminister Olaf Lies eröffnete mit Michael Lewis, CEO Uniper und weiteren Ehrengästen im August 2024 die Anlage. 

HPC Krummhörn project

Funktionalitätstest

Oktober 2024: Nach Einbau wasserstofftauglicher Komponenten wurden ein zweiter Gasdichtheitstest mit Wasserstoff erfolgreich durchgeführt.

Feldleitung HPC

Umwidmung Feldleitung

Von Januar 2025 bis Januar 2026 wurde eine Feldleitung, die zuvor für den Transport von Erdgas genutzt wurde, umfassend analysiert, geprüft, umgerüstet und für die Verwendung von Wasserstoff zertifiziert. 

surface facilities HPC

Fertigstellung der obertägigen Anlagen

Dezember 2025: Auf dem Betriebsgelände der ehemaligen Erdgasspeicheranlage wurde der Aufbau der obertägigen Anlagen für die Speicherung von Wasserstoff, einschließlich der Wasserstofftrocknung, abgeschlossen – wir sind bereit für den Testbetrieb!

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Energy transformation hub

Energy Transformation Hub Nordwest

Mit den Energy Transition Hubs hat Uniper Technologie- und Austauschplattformen geschaffen um die Energiewende gemeinschaftlich voranzutreiben. An diesem Hubs tauschen wir uns mit Stakeholdern aus der Politik aus und arbeiten eng mit unseren Partnern in Wirtschaft und Industrie zusammen, um die CO2-Emissionen zu senken, die Energieversorgung für die Zukunft zu sichern und die Sektorenkopplung voranzutreiben. An ausgewählten Standorten arbeiten wir zusammen mit unseren Partnern an innovativen Lösungen mit Fokus auf Wasserstoff und anderen CO₂-armen Gasen. Einer dieser Standorte ist Krummhörn, der zum Energy Transformation Hub Nordwest  gehört. Der Energy Transformation Hub Nordwest bündelt Uniper‘s Großprojekte zur Versorgungssicherheit und zu Wasserstoff in Wilhelmshaven und Umgebung.

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Storage porous rock hydrogen

Unsere anderen Wasserstoff-Projekte

HyStorage

In unserem Forschungsprojekt HyStorage testen wir die Integrität von porösen Gesteinsspeichern für die Wasserstoffspeicherung. Am Standort Bierwang in Bayern untersuchen wir den Einfluss unterschiedlicher Wasserstoffkonzentrationen auf poröse Gesteinsschichten. Die gewonnenen Messdaten und Ergebnisse werden dazu beitragen, die Eignung des Speichers für die zukünftige Speicherung von Wasserstoff grundlegend zu beurteilen.