HyStorage
Wasserstoff speichern - Warum?
Wasserstoff macht die immensen Energiespeicherkapazitäten, die in der bundesweiten Erdgasinfrastruktur liegen, für Erneuerbare Energien verfügbar. Die chemisch gebundene Energie in Form von Wasserstoff steht verschiedenen Märkten – wie dem Strom- und Wärmemarkt, Industrieanwendungen und Mobilität – zur Verfügung. Der Bedarf an Speicherkapazitäten wächst mit dem Ausbau der Erneuerbaren Energien.
Durch die untertägige Speicherung von Erdgas-/Wasserstoff-Gasgemischen können großvolumige Energiespeicher entstehen, die zu einer Flexibilisierung der Gas- und Energieversorgung führen.
Mit unserem Forschungsprojekt HyStorage erproben wir gemeinsam mit unseren Partnern Open Grid Europe, RAG Austria, SEFE und NAFTA die Integrität von Porenspeichern im Hinblick auf die Speicherung von Wasserstoff.
Projektbeschreibung
Bei HyStorage geht es darum, den Einfluss unterschiedlicher Wasserstoffkonzentrationen auf poröse Gesteinsformationen zu untersuchen und damit die Eignung und Integrität von Porenspeichern für die Speicherung von Wasserstoff zu prüfen.
Am Standort des Untertagegasspeichers Bierwang werden Erdgas-/Wasserstoff-Gasgemische injiziert, um die biogeochemischen Prozesse im Untergrund bestimmen zu können. So können Prognosen über die Langlebigkeit und Integrität der Lagerstätte erstellt werden. Die mit diesem Vorhaben gewonnenen Forschungsergebnisse und Schlussfolgerungen stellen essenzielle Informationen für das Betriebsverhalten der Untertagegasspeicher dar und sollen nach Möglichkeit auf das deutsche und europäische System der Untertagespeicherung übertragen werden.
Für den Versuch wird eine kleinere ehemalige – vom bestehenden Erdgasspeicher Bierwang unabhängige – Erdgaslagerstätte genutzt.
In drei Projektphasen werden drei unterschiedliche Erdgas-/Wasserstoff-Gasgemische mit 5 Prozent, 10 Prozent bzw. 25 Prozent Wasserstoffanteil im Erdgas in die ehemalige Erdgaslagerstätte ein- und nach einer jeweils dreimonatigen Standzeit wieder ausgespeichert.
Der erste Zyklus mit 5% Wasserstoff dient der grundsätzlichen Überprüfung der Machbarkeit der Anwendung, der zweite stellt eine Vergleichbarkeit zu anderen internationalen Industrieprojekten her und der dritte ist eine Weiterführung und Vorbereitung auf zukünftige, höhere Wasserstoffkonzentrationen, aber auch auf mögliche Wasserstoffspitzen aufgrund von Konzentrationsschwankungen in der Erdgasinfrastruktur.
Während der gesamten Projektlaufzeit werden umfangreiche Untersuchungen, regelmäßige Messungen zur Stoff- und Gaszusammensetzung sowie Auswertungen und Analysen der Daten stattfinden.
Die Planung und Durchführung des Projekts erfolgt in enger Abstimmung mit der zuständigen Bergbehörde.
1) Status der Bohrung
Für das Projekt HyStorage nutzen wir die vorhandene Bohrung BW B6. Die Bohrung verbindet die Lagerstätte mit der Oberfläche. Sichtbar ist lediglich der Bohrlochkopf der Bohrung.
Die Bohrung durchläuft verschiedene Gesteinsschichten bis sie auf einer Tiefe von ca. 1.500m auf den Zielhorizont trifft und ist durch diverse Verrohrungen abgesichert.
Für den Versuch HyStorage wird der Speicherhorizont Aquitansand genutzt. Dieser Horizont ist durch mächtiges undurchlässiges Deckgebirge nach oben und unten abgegrenzt. Es besteht keine Verbindung zu unserem Erdgasspeicher Bierwang.
2) Injektionsphase / Standzeit
In drei Projektphasen wird ein Erdgas-/Wasserstoff-Gasgemisch mit 5%, 10% bzw. 25% Wasserstoff in den Untergrund eingebracht und nach einer jeweils dreimonatigen Standzeit wieder hochgefördert.
Spezifische Werkstoffprüfungen im Vorfeld haben sichergestellt, dass alle Materialien sowie eingesetzte Bauteile für den Testbetrieb mit Wasserstoff ausgelegt sind. Während der Projektlaufzeit werden umfangreiche Untersuchungen und regelmäßige Messungen zur Stoff- und Gaszusammensetzung gemacht.
Zur Überprüfung der Eignung von Bauteilen und Werkstoffen diverser Untertage-Einrichtungen unter realen Bedingungen werden zusätzliche Untersuchungen während der Projektphasen stattfinden. Dies umfasst beispielsweise den Aufbau von zwei temporären Prüfbehältern zur Prüfung von Stählen, Zementen und Bohrkernmaterialien neben dem Bohrlochkopf oder auch die Materialprüfung im Bohrloch.
3) Ausspeicherphase
Während der Ausspeicherphase wird das Erdgas-/Wasserstoff-Gasgemisch durch die Bohrung wieder ausgespeichert.
Das rückgeförderte Gasgemisch wird obertägig analysiert, um Aussagen über biogeochemische Prozesse im Untergrund machen zu können. So können Prognosen über die Langlebigkeit und Integrität der Lagerstätte erstellt werden.
Die mit diesem Vorhaben gewonnenen Forschungsergebnisse und Schlussfolgerungen stellen wichtige Informationen für das voraussichtliche Betriebsverhalten der Untertagegasspeicher in Verbindung mit Wasserstoffanteilen im Erdgas dar.
Das Erdgas-/Wasserstoff-Gasgemisch wird nach der Analyse so weit verdünnt, dass es in die bestehende Erdgasinfrastruktur eingespeist werden kann.
Wann? |
Was? |
|---|---|
2022 |
Einrichtung der spezialisierten gastechnischen Anlage für den Speicherversuch auf einem dafür vorgesehenen Bohrplatz am Standort Bierwang der Uniper Energy Storage |
Mai 2023 |
Beginn Probebetrieb |
September 2023 |
Erste Einspeicherung des Erdgas-/Wasserstoff-Gasgemisches |
In drei Betriebsphasen werden drei unterschiedliche Erdgas-/Wasserstoff-Gasgemische mit 5 Prozent, 10 Prozent bzw. 25 Prozent Wasserstoffanteil im Erdgas in die ehemalige Erdgaslagerstätte ein- und nach einer dreimonatigen Standzeit wieder ausgespeichert. Während der Projektlaufzeit werden umfangreiche Untersuchungen, regelmäßige Messungen zur Stoff- und Gaszusammensetzung sowie Auswertungen und Analysen der Daten stattfinden. |
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2025 |
Projektende |
Ein starkes Team
Zur Durchführung des Projektes HyStorage haben sich die Unternehmen Uniper Energy Storage GmbH, Open Grid Europe GmbH, RAG Austria AG, SEFE Securing Energy For Europe GmbH und NAFTA a. s. zu einem Konsortium zusammengeschlossen. Weitere interdisziplinäre Partner aus Industrie und Wissenschaft, wie z.B. Voest Alpine, Vallourec, Isodetect sowie die Technische Universität Clausthal unterstützen und begleiten das Vorhaben technisch und wissenschaftlich.
Unsere Projektpartner
Unsere anderen Wasserstoff-Projekte
Das Projekt HPC Krummhörn zielt darauf ab die Konstruktion und den Betrieb eines 100%-igen Wasserstoffspeichers unter realen Bedingungen zu testen. Während des Testbetriebs überprüfen wir Equipment, Material und Werkstoffe auf H2-Verträglichkeit und sammeln Erfahrungen bezüglich Technologie und Betrieb bei der Speicherung von Wasserstoff. Dazu nutzen wir unseren seit 2017 nicht mehr kommerziell genutzten Salzkavernenspeicher im norddeutschen Krummhörn. Die Demonstrationsanlage soll planmäßig bis 2024 in Betrieb gehen.
