Interviewbasierte Bestandsaufnahme aktueller Best-Practice-Lösungen im Umgang mit Wasserstoffqualität in Deutschland im Auftrag von GET H2 und DVGW

Hintergrund und Auftrag

• Die Koordination der Qualität von Wasserstoff ist von zentraler Bedeutung für den Aufbau der zukünftigen Wasserstoffwirtschaft. Da die Reinheit des erzeugten Wasserstoffs je nach Quelle variiert, und sich gleichzeitig die Anforderungen verschiedener Anwender je nach Verwendungszweck unterscheiden ist eine Abstimmung unabdingbar. Historisch festgelegte Qualitätsanforderungen sollten in Abwägung von technologischer und wirtschaftlicher Umsetzbarkeit und den Ansprüchen relevanter Stakeholder kritisch hinterfragt werden.

• Frontier Economics und DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH haben im Auftrag von GET H2 (vertreten durch Nowega) und dem DVGW eine Kurzstudie durchgeführt. Ziel war es, Best-Practice-Lösungen für erste kommerzielle Wasserstoffprojekte in Deutschland bis 2027 zu identifizieren. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf die Wasserstoffqualität in den Bereichen Erzeugung, Transport und Speicherung gelegt.

Kernergebnisse

Der Umgang mit Wasserstoffqualitäten wird in verschiedenen Stufen der Wertschöpfungskette unterschiedlich bewertet. In die Bewertung fließen neben der technischen Umsetzbarkeit auch praktische und wirtschaftliche Aspekte ein.

• Erzeugung: Die Qualität des erzeugten oder importierten Wasserstoffs variiert je nach angewandter Technologie. Sowohl mittels Elektrolyse als auch von Importen via Ammoniak kann dabei eine Qualität, die über den aktuellen Grade A hinausgeht gut erreicht werden.

• Transport: Bei neuen Leitungen erwarten Betreiber keine nennenswerten zusätzlichen Verunreinigungen durch den Transport, wodurch insbesondere kurzfristig eine hohe Qualität (Grade D) gewährleistet werden kann. In von Erdgas auf Wasserstoff umgestellten Leitungen werden auf kurze Sicht stärkere Verunreinigungen erwartet, die jedoch im Laufe der Zeit abnehmen. Netzbetreiber können zwar keine sehr hohe Qualität (Grade D) garantieren, aber eine höhere Qualität als Grade A (mit einer Wasserstoffreinheit von „nur“ 98 %).

• Speicherung: Verunreinigungen aus der Speicherung variieren je nach Standort, eingesetzter Technologie und voriger Nutzung. Grundsätzlich erwarten Speicherbetreiber signifikante zusätzliche Verunreinigungen durch die Speicherung. Eine Aufreinigung auf Grade A ist machbar und wird berücksichtigt, aber darüber hinausgehende Qualitäten erfordern erheblichen technischen Mehraufwand und können finanzielle Risiken für fortgeschrittene Projekte darstellen. Aktuell bilden die Speicherbeschränkungen damit den System-Bottleneck.

Nächste Schritte

Die Studie zeigt die hohe Bedeutung der Diskussion von Wasserstoffqualitäten, die weiter vertieft werden muss. Die optimale Qualität im System ist dabei diejenige, die, gegeben der technischen Rahmenbedingungen, die gesamtwirtschaftlichen Implikationen für den Standort Deutschland – etwa im Hinblick auf Kosten und Hochlaufgeschwindigkeit – für Vor- und Aufbereitung minimiert.

Um diese optimale Qualität für das Gesamtsystem zu etablieren, sollte neben der Diskussionen um bestehende Qualitätsniveaus (Grade A und D) der Fokus auf Untersuchungen von Grenzwerten für einzelne Verunreinigungen gelenkt werden. Gleichzeitig sollten die konkreten, differenzierten Anforderungen verschiedener Anwender erfasst werden. Zudem gilt es die nationale Diskussion mit der Diskussion auf europäischer Ebene zu verzahnen.

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