Sonnenenergie saisonal und großvolumig in Form von Wasserstoff speichern, bestehende Infrastruktur nützen – für eine sichere erneuerbare Energielandschaft
Im Leuchtturmprojekt „Underground Sun Storage 2030" (USS 2030) wurde die sichere, saisonale und großvolumige Speicherung von erneuerbarer Energie in Form von Wasserstoff in unterirdischen Gaslagerstätten entwickelt. Darüber hinaus konnten alle am Projekt beteiligten Partner gemeinsam wertvolle technische und ökonomische Erkenntnisse für den Aufbau einer gesicherten Wasserstoffversorgung gewinnen.
In diesem weltweit einzigartigen Forschungsprojekt wurde erneuerbare Sonnenenergie klimaneutral mittels Elektrolyse in grünen Wasserstoff umgewandelt und in ehemaligen Erdgaslagerstätten in reiner Form gespeichert.
©
Untersuchungen unter realen Bedingungen
Bis 2025 wurden unter Leitung von RAG Austria AG gemeinsam mit den Projektpartnern – Axiom Angewandte Prozesstechnik GmbH, Energie AG Oberösterreich, Energieinstitut an der Johannes-Kepler-Universität Linz, EVN AG, HyCentA Research GmbH, K1-MET GmbH, Technische Universität Wien, Universität für Bodenkultur Wien, VERBUND, Verein WIVA P&G und voestalpine Stahl GmbH – interdisziplinär technisch-wissenschaftliche Untersuchungen für die Energiezukunft unter realen Bedingungen an einer unterirdischen Gaslagerstätte in der Gemeinde Gampern (Oberösterreich) durchgeführt. Dazu wurde eine maßgeschneiderte Demonstrationsanlage errichtet. Ergänzt wurden diese Untersuchungen durch die Entwicklung von geeigneten Aufbereitungstechnologien, die Modellierung von künftigen Energieszenarien und von techno-ökonomischen Analysen.
Gefördert wurde das Projekt im Rahmen der FTIInitiative „Vorzeigeregion Energie“ des Klima- und Energiefonds, dotiert aus Mitteln des Klimaschutzministeriums (BMK). „USS 2030“ wurde erfolgreich im Rahmen der Vorzeigeregion Energie „WIVA P&G“ eingereicht.
Wasserstoff in Erdgaslagerstätten speichern
Bereits die Vorgängerprojekte „Underground Sun Storage“ und „Underground Sun Conversion“ haben den Nachweis erbracht, dass ein Wasserstoffanteil von bis zu 20% in Erdgaslagerstätten gut verträglich gespeichert werden kann. Laboruntersuchungen legen nahe, dass der Wasserstoffanteil auch bis 100% erhöht werden kann.
Die Ergebnisse des „Underground Sun Storage 2030“-Projekts bestätigen die Machbarkeit der 100%igen Wasserstoffspeicherung in unterirdischen Porenlagerstätten. Die Technologie und die RAG Austria sind nun für eine weitere Skalierung bereit. Gemeinsam mit namhaften Partnern der Industrie und der österreichischen Forschungslandschaft wurden im Rahmen des Projektes auch weitere Aspekte in Zusammenhang mit dem gespeicherten Wasserstoff untersucht.
Dazu gehörten beispielsweise:
- Wasserstoff als Ersatz für fossiles Erdgas
- Direktverwendung in energieintensiven Industriezweigen
- Aufbereitungsbedarf und -technologie
- Verwertungsmöglichkeiten des Wasserstoffs mit hoher Reinheit
„Wasserstoff ist das fehlende Puzzleteil für ein vollständig CO₂-neutrales Energiesystem: Er kann klimaneutral erzeugt, direkt in der Industrie eingesetzt werden und umweltfreundlich Wärme und Strom produzieren. Das Entscheidende ist seine großvolumige Speicher- und Transportierbarkeit in der bestehenden nahezu unsichtbaren Infrastruktur. So haben wir auch in den sonnen- und windarmen Zeiten genügend grüne Energie zur Verfügung.”
Wasserstoff unverzichtbar für Energiewende – Sommersonne in den Winter bringen
Um die Klimaziele und eine deutliche CO2-Reduktion erreichen zu können, braucht es Maßnahmen im gesamten Energiesektor. Zudem müssen Leistbarkeit und Versorgungssicherheit aufrechterhalten bleiben. Ohne gasförmige Energieträger mit den verbundenen Speicherkapazitäten ist die Energiewende nicht möglich. Modellierungen des künftigen Gesamt-Energiesystems zeigen, dass gerade in Mitteleuropa durch den Ausbau der erneuerbaren Stromgewinnung in den Sommermonaten ein großer Überschuss an erneuerbarer Energie vorhanden sein wird.
Im Gegenzug wird es in den Wintermonaten durch die geringere Sonneneinstrahlung und die Niederwasserführung einerseits und durch den markant höheren Energiebedarf andererseits zu einer massiven Leistungsunterdeckung kommen. In Österreich sehen wir daher sowohl punktuell als auch saisonal ein vermehrtes Auseinanderfallen von Stromangebot und -nachfrage. Der Übertragungsnetzbetreiber APG geht für 2030 von einem saisonalen Verschiebungsbedarf von 10 TWh/a (Terrawattstunden pro Jahr) aus.
Es ist davon auszugehen, dass diese Leistungsunterdeckung nicht immer problemlos durch Importe gedeckt werden kann, da Österreichs Nachbarländer vor ähnlichen Herausforderungen stehen. Energie muss daher in großen Mengen (Ausmaß von mehreren TWh) im Sommer gespeichert werden, damit im Winter ausreichend grüne Energie für Strom, Wärme und Mobilität zur Verfügung steht. Speicherbare gasförmige Energieträger wie Wasserstoff stellen dabei eine hervorragend geeignete Technologie dar, um diesen Jahresspeicherbedarf abzudecken.
Zur raschen und realistischen Umstellung auf eine klimaneutrale Energieversorgung braucht es also die Umwandlung von überschüssigem Sonnen- und Windstrom in großvolumig und saisonal speicherbare gasförmige Energieträger wie Wasserstoff.
©
Aufbau einer gesicherten Wasserstoffwirtschaft angestrebt
Das weltweit einzigartige Projekt „Underground Sun Storage 2030“ konnte aufgrund seines großvolumigen Feldversuchs wertvolle Erkenntnisse zur saisonalen Speicherbarkeit von erneuerbarer Energie in Form von Wasserstoff erbringen. Diese Untersuchungen werden nun im Folgeprojekt EUH2STARS weitergeführt, um die Skalierung dieser Speichertechnologie sowie die weitere Verwendung von Wasserstoff zu unterstützen. Beide Projekte sind Teil der „WIVA Power & Gas“ und ein wichtiger Schritt für den Aufbau einer gesicherten Wasserstoffwirtschaft.
„Die Herausforderungen einer gesicherten Stromversorgung im Winter wird bei zunehmender Elektrifizierung des Wärmesektors noch eklatanter."
