Zukunftsweisende Investition In Energie


29 / 10 / 21 - 8 minute read

Wasserstoff rückt als Alternative zu fossilen Brennstoffen immer stärker in den Fokus. Nur wenige kennen das kleine ostfriesische Etzel, das seit Jahrzehnten bei der Sicherung der europäischen Energieversorgung eine große Rolle spielt. Der Ort mit seinen 800 Einwohnern liegt rund 20 Kilometer von Deutschlands einzigem Tiefseehafen in Wilhelmshaven entfernt und gehört zu den wichtigsten Energiedrehscheiben in Europa.

Hier, in dieser idyllischen Gegend mit ihren üppigen Weidelandschaften, laufen Pipelines aus zahlreichen Ecken Europas zusammen und bilden einen zentralen Knotenpunkt inklusive Anschluss an das europaweite Versorgungsnetz. Unter anderem landet in Etzel Gas aus der Nordsee an. Über eine weitere Pipeline ist die Anlage mit dem niederländischen Gasmarkt verbunden.

Aber nicht nur diese Obertageanlage ist für die Energieversorgung Europas von großer Bedeutung. Tief unterhalb der Oberfläche lagern künstlich angelegte Kavernen, die mehr als zehn Millionen Tonnen Rohöl speichern können - ein wesentlicher Teil der im Erdölbevorratungsgesetz vorgeschriebenen 90-Tage-Rohstoffreserve für Krisenzeiten, die in Ländern wie Belgien, Deutschland und der Niederlande vorgeschrieben ist.

Schon in naher Zukunft könnten die unterirdischen Kavernen von Etzel auch bei der Energiewende und Deutschlands ambitionierten Plänen zur Dekarbonisierung der Wirtschaft eine entscheidende Rolle spielen. „Noch ist nichts in trockenen Tüchern“, erklärt Boris Richter, Managing Director von Storag Etzel, „aber wir sind zuversichtlich, dass auch die großvolumige Speicherung von Wasserstoff zeitnah und erfolgreich getestet werden kann.“

Die Kavernengesellschaft Storag Etzel, größter unabhängiger Anbieter von sogenannten Kavernenspeichern in Deutschland, hatte erst vor Kurzem das Technologieprojekt H2CAST Etzel (H2 Cavern ­Storage Transition Etzel) als Konsortialführer aufgesetzt. Ein Projekt zur Untersuchung der Machbarkeit einer Speicherung von bis zu 300.000 Kubikmetern grünem Wasserstoff. Zu den engsten Kooperationspartnern des geschätzt 25 Millionen Euro teuren Forschungsprojekts zählen auch der Standortpartner EKB Storage, ein Konsortium bestehend aus BP, Ørsted aus Dänemark und Gazprom Germania, sowie Forschungsinstitute wie die aus einer einstmaligen Bergakademie hervorgegangene Technische Universität Clausthal.

In Deutschland existieren bereits Vorhaben zur Wasserstoffspeicherung. Laut Richter würde eine Realisierung von H2CAST Etzel jedoch erstmals Wasserstoffspeicherung im „industriellen Maßstab“ sowie das Zusammenspiel von Unter- und Obertageprozessanlagen ermöglichen.

Autor

Greg Langley


Alles dreht sich um Gas

David Bothe, Direktor beim Wirtschaftsberatungsunternehmen Frontier Economics und Experte für Energiemärkte und Klimawandel, ist mit der Auditierung des Etzel-Projekts beauftragt.

Etzel spielt bei der Energiewende eine wichtige Rolle. Im Mittelpunkt steht hierbei das Thema Langzeitspeicherung erneuerbarer Energien. Das Klima-Abkommen von Paris aus dem Jahr 2015 schreibt unter anderem vor, die globale Erwärmung auf unter zwei Grad Celsius zu begrenzen. Eine vollständige Umstellung des Energiesystems innerhalb der kommenden Jahrzehnte auf erneuerbare Energien ist dabei unausweichlich – und zwar in allen Sektoren von Stromerzeugung über Wärmegewinnung bis hin zum Verkehr.

In zahlreichen Studien wurde untersucht, wie ein komplett mit Wind- und Solarstrom betriebenes Energiesystem aussehen kann. Auch wenn sich die einzelnen Vorschläge im Detail unterscheiden, kommen alle zu einem gemeinsamen Ergebnis: Ohne chemische Energieträger ist diese Transformation nicht zu schaffen. In anderen Worten: Erneuerbare Energie aus Wind- und Solarstrom muss in gespeicherte Chemikalien umgewandelt werden.

Der einfachste Weg ist die Wasserstoffspeicherung. Wasserstoff lässt sich gewinnen, indem man Wasser mithilfe der Elektrolyse in seine Bestandteile – Wasserstoff und Sauerstoff – aufspaltet..

Ein im Prinzip simples Verfahren. In einem weiteren Schritt wird Wasserstoff entweder direkt verbrannt und als Energieträger genutzt oder wieder in Strom umgewandelt.

Da Wasserstoff gasförmig ist, kann er problemlos in den Kavernen gespeichert werden. Genau hierin liegen die Vor­teile, denn bei erneuerbarem Strom ist der Bedarf nicht exakt vorhersehbar. Insbesondere für die Langzeitspeicherung ist Wasserstoff ideal. Im Bereich Wärme ist der Energiebedarf bekanntlich im Winter am höchsten. Dann also, wenn die Sonneneinstrahlung schwächer ist.

Das Etzel-Projekt gilt als wegweisend für ganz Europa. Nach erfolgreicher Testphase können weitere kommerzielle Wasserstoffspeicherprojekte aufgesetzt werden.

Ähnlich wie derzeit beim Erdgas soll Etzel künftig als zentrale Drehscheibe dienen und dabei Produktionsstandorte, Importe sowie Bedarfsregionen miteinander vernetzen. Ein solch integriertes System, das die Versorgungssicherheit mit Wasserstoff zuverlässig gewährleisten soll, erfordert enorme Speicherkapazitäten. Etzel und seine vorhandenen Kavernen sind also geradezu dafür prädestiniert, eine herausragende ­Rolle bei der zukünftigen Energieversorgung Europas zu spielen.

"Eine vollständige Umstellung des Energiesystems innerhalb der kommenden Jahrzehnte auf erneuerbare Energien ist dabei unausweichlich..."

David Bothe, Frontier Economics

Salz der Erde

Mit der Abkehr von nuklearen und fossilen Brennstoffen führt in Deutschland kein Weg mehr an alternativen Methoden zur Energieerzeugung vorbei. Einer der vielversprechendsten Kandidaten dabei ist Wasserstoff. Grüner Wasserstoff könnte zukünftig also eine zentrale Rolle bei Erreichung der von der europäischen Politik ausgegebenen Klimaziele bis 2050 spielen. Anhänger der Wasserstofftechnologie führen ins Feld, dass Brennstoffzellenfahrzeuge eine vergleichbare Reichweite und Betankungsdauer wie konventionelle Fahrzeuge besitzen, als Emission jedoch nur unbedenklichen Wasserdampf entsteht. Insbesondere Busse und Lastwagen könnten demnach in Zukunft mit Wasserstoff betankt werden. Womöglich eines Tages auch Schiffe und Flugzeuge. Bei der Wärmeerzeugung könnte Wasserstoff früher oder später Erdgas ersetzen.

Viel entscheidender für die Verantwortlichen in Etzel ist jedoch die Vorstellung, dass Wasserstoff eines Tages überschüssig produzierte Energie aus Solar- und Windkraftanlagen speichern kann. Obwohl alleine die Windparks an den böigen Küsten Norddeutschlands Rekordmengen an alternativer Energie erzeugen, ist das Netz schlichtweg zu schwach, um diese enormen Energiemengen in den Süden des Landes zu transportieren. Die absurde Konsequenz: Sobald durch Wind und Sonne Energiemengen erzeugt werden, die die vorhandenen Übertragungsleitungen überlasten würden, schalten Netzbetreiber die Generatoren ab.

Wasserstofftechnologie könnte dieses Problem lösen. Denn überschüssige Sonnen- und Windenergie würde dazu genutzt werden, sogenannte Elektrolyseure zu betreiben, die Wasser mit Strom in Wasserstoff umwandeln. Dieser wiederum wie auch importierte Mengen würden anschließend in unterirdischen Kavernen gespeichert. Und genau dieses Vorhaben soll in Etzel getestet werden. Der Energieträger Wasserstoff kann im Anschluss vielfältig genutzt werden, ob nun in der (Stahl-)Industie, im Wärme- und Strommarkt. So kann im Strombereich etwa die Grundlast an sonnenarmen oder windstillen Tagen CO2-frei bereitgestellt werden.

Der Standort Etzel ist für dieses visionäre Projekt dank des vorhandenen Salzstocks besonders geeignet. Salzgestein eignet sich aufgrund seiner spezifischen chemischen und physikalischen Eigenschaften perfekt als Untergrundspeicher für Gase und Flüssigkeiten. Der in Etzel vorhandene Salzstock ist zwölf Kilometer lang und fünf Kilometer breit. Er reicht von 700 bis 4.500 Metern in die Tiefe.

Die Geschichte der Kavernen von Etzel führt bis in die 1970er-Jahre zurück. Bereits vor den beiden Ölkrisen in den 70ern verpflichtete sich die Bundesrepublik zum Aufbau einer Bundesrohölreserve, um einen Mindestvorrat an Roherdöl zu speichern. Zu diesem Zweck wurde 1971 in Etzel der Bau von Kavernen und später der Kavernenbetrieb begonnen.

In den 1990er -Jahren und ab 2006 wurden weitere Kavernen in Betrieb genommen, dieses Mal zur Speicherung von Erdgas. Storag Etzel verfügt derzeit über 24 Ölkavernen und 51 zur Lagerung von 4,5 Milliarden Kubikmeter Gas. Dies entspricht derzeit etwa 5,0 % des gesamten deutschen Jahresbedarfs. Die Gaskavernen sind derzeit an namhafte Versorger wie BP, Électricité de France (EDF), EnBW, Gazprom, OMV und Uniper vermietet.

„Unser Unternehmen hat die Rechte für den Aufbau weiterer 24 zum Teil bereits entwickelter Kavernen“, zeigt sich Geschäftsführer Richter begeistert. „Es werden für den Aufbau von Wasserstoffspeichern somit nur noch rund 50,0 % der regulären Investitionskosten benötigt.“

Die meisten Storag-Etzel-Kavernen befinden sich zwischen 900 und 1.500 Meter unterhalb der Oberfläche, sind etwa 300 bis 500 Metern lang und 60 Meter breit. „Je nach gewünschter Größe dauert es zwei bis drei Jahre, um eine Kaverne mit Meerwasser auszuspülen. Es spart also eine Menge Zeit und Geld, wenn man auf bereits bestehende Entwicklungsstufen aufsetzen kann“, erklärt Kilian Mahler, der den Kavernen-Fonds seit 2012 managt.

Storag Etzel verfügt derzeit über 24 Ölkavernen und 51 zur Lagerung von 4,5 Milliarden Kubikmeter Gas. Dies entspricht derzeit etwa 5,0 % des gesamten deutschen Jahresbedarfs.

Große Ambitionen

Die Kavernen in Etzel, die rund ein Viertel aller Speicherkavernen in Deutschland repräsentieren, besitzen einen Wert von rund zwei Milliarden Euro und gehören zwei von PATRIZIA verwalteten Fonds. Der erste wurde 2008 gegründet, der zweite 2013. Hierin investiert sind mehrere Versicherungsunternehmen und Pensionsfonds aus ganz Europa.

„Die Mietverträge für unsere Gaskavernen haben eine Laufzeit von rund 30 Jahren. Mittlerweile sind 20 Großinvestoren in beiden Fonds investiert. Der Jahresumsatz beträgt aktuell rund 160 bis 170 Millionen Euro“, ergänzt Mahler.

Die beiden Kavernenfonds sind die größten Infrastrukturfonds in Deutschland. Storag Etzel leitet das Property Management und kümmert sich um den oberirdischen Betrieb. Allein der Marktwert des bei Etzel eingelagerten Öls liegt bei rund fünf Milliarden Euro.

„Die Bevorratung von Öl- und Gasreserven in Kavernen hat sich in den vergangenen 40 Jahren bewährt. Ich bin davon überzeugt, dass sich Kavernen hervorragend auch zur Speicherung großer Wasserstoffreserven eignen“, zeigt sich Mahler zuversichtlich.

Nach Einreichung eines formellen Förderantrags bei der Bundesregierung im September 2021 warten die am H2CAST Etzel-Projekt beteiligten Partner - darunter das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die Technische Universität Clausthal - derzeit auf die entsprechende Vorhabensförderung. Bei entsprechend zeitnaher Freigabe können erste Tests und die Arbeiten zu Umrüstung der Weiterbau von zwei bestehenden Kavernen und die Entwicklung der Obertageeinrichtungen bereits im Frühjahr 2022 beginnen.

H2CAST Etzel wäre dann das erste Projekt zur Umwidmung bestehender Gaskavernen, das den Nachweis der industriellen Skalierbarkeit von Untergrundspeichern erbringt. Während des Betriebs würden dann bis zu 10.000 Kubikmeter Wasserstoff pro Stunde durch die Kavernen zirkulieren, um Speicherzyklus und Gasinfrastruktur zu testen.

Im Erfolgsfall wäre H2CAST Etzel der Wegbereiter für ein noch ambitionierteres Projekt zur weiteren Entwicklung des Kavernenfelds Etzel in Richtung Speicherung erneuerbarer Energien. Da Deutschland auf eine emissionsarme, grüne H2-Wirtschaft umstellt, könnten bei wachsendem Speicherbedarf weitere vorhandene Kavernen und die Übertage-Prozessanlagen auf Wasserstoff umgerüstet werden.

Dieses Anschlussprojekt zur großvolumigen H2-Speicherung mit einer Investitionssumme von rund 100 Millionen Euro gilt als Basisvorhaben einer gemeinsamen europäischen Wasserstoffversorgung von Hamburg bis nach Paris und umfasst vier Länder.

„Storag Etzel ist erstklassig positioniert und besitzt weiteres Entwicklungspotenzial“, ist sich Geschäftsführer Richter sicher. „Wir sind nahezu perfekt in bestehende Pipelinenetze integriert. Der Tiefwasserhafen von Wilhelmshaven ermöglicht den Wasserstoffimport und -export per Schiff. Da­rüber hinaus erzeugen Windparks in unmittelbarer Umgebung mehr als genug Strom, die in Wasserstoff umgewandelt werden können. Ich bin mir sicher: Etzel wird eine zentrale Rolle in der Wasserstoffwelt von morgen spielen.“