Wasserstoffspeicherung

Erneuerbarer Wasserstoff wird mit Strom aus volatilen erneuerbaren Quellen wie Sonne und Wind erzeugt. Da diese Energiequellen nicht konstant verfügbar sind, unterliegt die Wasserstoffelektrolyse natürlichen Schwankungen. Um die Elektrolyseure optimal auszulasten, muss der in Spitzenzeiten erzeugte Wasserstoff zwischengespeichert werden. Salzkavernen sind hierfür die kostengünstigste Option, da sie große Mengen Wasserstoff speichern können.

Viele Wasserstoffverbraucher, insbesondere in der Industrie, haben einen weitgehend konstanten Wasserstoffbedarf. Wasserstoffspeicher können Schwankungen im Wasserstoffangebot ausgleichen und eine gleichmäßige Versorgung sicherstellen. Durch die Entkopplung von Erzeugungs- und Verbrauchszeiten wird außerdem die Nutzung der günstigsten auf dem Markt verfügbaren Wasserstoffquellen maximiert, was letztlich zu einer Senkung der Preise führt.

Ein dekarbonisiertes Stromsystem, das sich hauptsächlich auf die schwankende Stromerzeugung aus Wind- und Solarenergie setzt, braucht Wasserstoffkraftwerke als Absicherung für Zeiten, in denen erneuerbare Energien nicht ausreichend Strom liefern. Diese Kraftwerke müssen ihren Brennstoff hauptsächlich aus großen Wasserstoffspeichern beziehen, da Elektrolyseure nur dann Wasserstoff erzeugen können, wenn genügend erneuerbarer Strom verfügbar ist. Wasserstoffspeicher bilden somit - in Kombination mit Elektrolyseuren und Kraftwerken - die entscheidende Technologie, um große Mengen Strom über lange Zeiträume hinweg zu speichern. Zusätzlich entlasten sie das Stromnetz, indem sie es ermöglichen, überschüssigen Strom in Wasserstoff umzuwandeln. Dies senkt die Strompreise, da dadurch weniger Eingriffe wie das Abregeln von Anlagen und Redispatch-Maßnahmen erforderlich werden.

Um den deutschen Wasserstoffbedarf zu decken, werden mittelfristig große Mengen per Pipeline oder Schiff aus dem Ausland importiert werden müssen. Dabei sind große Untergrundspeicher unverzichtbar. Erstens ermöglichen sie eine Maximierung der Importe, da durch die Speichermöglichkeit auch dann importiert werden kann, wenn kein unmittelbarer Bedarf besteht. Zweitens senken sie im Schnitt den Preis des importierten Wasserstoffs. Bei Pipeline-Importen kann Wasserstoff bezogen werden, wenn er im Ausland besonders günstig ist. Im Fall von Schiffslieferungen können die Schiffe sofort entladen werden, anstatt im Hafen auf den Bedarf warten zu müssen. 

Um die Schwankungen im Netzdruck aufzufangen, die innerhalb des Bilanzierungszeitraums entstehen können, sind die Netzbetreiber auf ein ausreichendes Puffervolumen angewiesen. Ein Wasserstoffnetz ohne genügend Speicher wird insbesondere in der Hochlaufphase der Wasserstoffwirtschaft große Schwierigkeiten haben, Ein- und Ausspeisung in Einklang zu bringen.

Wasserstoffspeicher sind auch in einem dekarbonisierten, integrierten Energiesystem der Garant der Versorgungssicherheit. Sie garantieren die Versorgung der Industrie mit Wasserstoff, wenn Importe ausfallen oder die Elektrolyseure stillstehen. Im Stromsystem ermöglichen sie, in Kombination mit Wasserstoffkraftwerken, die Aufrechterhaltung der Stromversorgung, wenn die Erzeugung aus erneuerbaren Energien nicht ausreicht, insbesondere während Dunkelflauten.