Aufbau einer systemischen Wasserstoffwirtschaft im Rhein-Main-Gebiet

Schematische Darstellung der Wasserstoffinfrastruktur mit Erzeugung, Distribution und Nutzung (Bild: LEA)
Schematische Darstellung der Wasserstoffinfrastruktur mit Erzeugung, Distribution und Nutzung (Bild: LEA)
17.06.2019

Überlandwerk Groß-Gerau GmbH, Hochschule RheinMain, Infraserv GmbH & Co. Höchst KG, Mainzer Stadtwerke AG und Kraftwerke Mainz- Wiesbaden AG bilden ein Projektkonsortium mit Begleitung der Hessischen LandesEnergieAgentur (LEA). Um die Emissionsbelastungen über alle Energiesektoren hinweg zu reduzieren, soll in der Metropolregion Rhein-Main eine systemische Wasserstoffwirtschaft aufgebaut werden.

Der systemische Ansatz stellt einen wichtigen Schritt zur Umsetzung der Energiewende dar. Hier kann das Reallabor Maßstäbe für die nationale Wasserstoffwirtschaft setzen und einen entscheidenden Schritt zur sektorübergreifenden Dekarbonisierung aufzeigen. Im Reallabor Rhein-Main können durch die Erzeugung und Nutzung von grünem Wasserstoff jährlich rd. 5000t CO2-Äquivalente eingespart werden. Außerdem werden langfristige Perspektiven für eine nachhaltige Emissionsminderung geschaffen. Beispielsweise wird bis zum Jahr 2030 die Versorgung von rd. 1000 Brennstoffzellenbussen mit Wasserstoff angestrebt, wodurch rd. 200t Stickoxid-(NOX)-Emissionen eingespart werden können.

Das Konzept des Reallabors sieht vor, eine Wasserstoffwirtschaft mit nahezu 100-%iger Versorgungssicherheit aufzubauen. Hierfür werden Wasserstofferzeugung, -distribu-tion, -speicherung und -verbrauch in der Region zusammen geplant, ausgebaut und vernetzt. Zur Wasserstoff-erzeugung werden in Frankfurt, Mainz und Groß-Gerau Elektrolyseure mit einer Leistung von insgesamt rd. 15MW betrieben. An den Standorten wird Wasserstoff netzdienlich und mit erneuerbaren Energien erzeugt. Die Anlagen sind miteinander verbunden und können sich im Fall von Produktionsausfällen gegenseitig absichern.

Um die Verteilung des Wasserstoffs zu vereinfachen, werden bis zu zwei zentrale Wasserstoffdistributionszentren (H2-Hubs) errichtet, die jedem Wasserstoffproduzenten und -abnehmer den Zugang zum Markt ermöglichen. Wie solche Distributionszentren aussehen können, wird zunächst in einer Begleitforschung erarbeitet. An den H2-Hubs soll jederzeit Wasserstoff per Pipeline oder Trailer angeliefert und bezogen werden können. Dies soll vor allem kleinen Erzeugern und Abnehmern den Marktzugang ermöglichen und ein natür-liches Wachstum der Branche anregen.

Durch die Nutzung von Wasserstoff zur Herstellung von Methan kann eine fast unbegrenzte Speicherung von erneuerbarem Strom und Wasserstoff im Erdgasnetz erfolgen. Dazu soll eine Me-thanisierungsanlage im Megawattbereich errichtet werden, die aus dem Elektrolysewasserstoff synthetisches Methan erzeugt. Das »grüne«, strombasierte Methan kann außerdem als Rohstoff in der Industrie zum Einsatz kommen. Zur -Erzeugung von Strom und Wärme in einem Netzengpass-gebiet wird ein Brennstoffzellen-Kraftwerk mit bis zu 10MW aufgebaut. Das Kraftwerk wird per Pipeline mit Wasserstoff versorgt und kann sowohl Netzdienst- als auch Regelleistung anbieten.