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Kann Wasserstoff in Erdgasleitungen transportiert werden?

Dr. Heike Grüner, Projektleiterin der Wasserstoff-Insel bei der Netze BW

Deutschland verfügt über ein mehr als 500.000 Kilometer langes Gasnetz. Warum nicht Bestehendes nutzen und den Wasserstoff ins Erdgasnetz einspeisen? „Ganz so einfach ist das nicht. Gas ist nicht gleich Gas“, erklärt Dr. Heike Grüner, Projektleiterin bei der EnBW-Tochter Netze BW. Erdgas und Wasserstoff unterscheiden sich in ihrer chemischen Zusammensetzung, daher kann man Erdgas nicht ohne Weiteres eins zu eins durch Wasserstoff ersetzen. Aber schon jetzt ist klar: Bis zu 30 Prozent Wasserstoff können ins Erdgasnetz eingespeist werden – ohne Einschränkungen für Kund*innen und das Gasverteilnetz. Demonstriert wurde diese Innovation im Projekt „Wasserstoff-Insel Öhringen“.

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Test unter echten Bedingungen

So war das Projekt „Wasserstoff-Insel Öhringen“ konzipiert. Im Nachfolgeprojekt soll nun die Umstellung auf 100 Prozent Wasserstoff getestet werden.

Öhringen macht sich zusammen mit Netze BW bereit für eine nachhaltige Energieversorgung: Gemeinsam mit Anwohner*innen der Stadt liefert der Verteilnetzbetreiber eine Lösung, um erneuerbare Energien zu speichern – eine der drängendsten Fragen unserer Zeit. Seit November 2021 wird die eigene Betriebsstelle in Öhringen mit einem Erdgas-Wasserstoff-Gemisch versorgt. Im Sommer 2022 wurde das Ziel – die Beimischung von 30 Prozent Wasserstoff ins Erdgasnetz – erreicht. Anschließend startete Phase 2, in der seitdem die umliegenden Haushalte ebenfalls das Mischgas für die alltäglichen Dinge wie Kochen und Heizen nutzen können. Der Wasserstoff-Anteil wurde auch hier schrittweise auf bis zu 30 Prozent erhöht. Diese Zielmarke markiert einen besonderen Meilenstein im Rahmen der Wärmwende.

In der anschließenden Heizperiode wurde das Projekt nochmals erweitert: Neben der zuvor beschriebenen schrittweisen Beimischung erfolgten auch volatile Einspeisungen. Damit sollen die schwankenden erneuerbaren Energien nachgebildet und die Auswirkungen von volatilen Wasserstoff-Gehalten im Netz untersucht werden.

Mittlerweile ist das Projekt abgeschlossen, sein Nachfolger steht aber schon in den Startlöchern. Im Fokus steht dann die Umstellung auf 100 Prozent Wasserstoff, um fossiles Erdgas zukünftig komplett zu ersetzen.

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Ist das Erdgasnetz bereit für 100 Prozent Wasserstoff?

Die Beimischung von Wasserstoff ins bestehende Netz ist ein wichtiger Punkt im Hinblick auf die Umstellung auf erneuerbare Energien. Dass dies bis zu einem bestimmten Prozentsatz möglich ist, stellt die Wasserstoffinsel Öhringen bereits unter Beweis. Doch wie sieht die Situation aus, wenn – wie mancherorts in Deutschland ab 2025 geplant – reiner Wasserstoff durch die bestehenden Transportnetze fließt? Die Antwort weiß Timo Ruoff, Leiter technische Wasserstofftransformation bei terranets bw: „Reallabore, unsere eigenen Untersuchungen sowie die umfassende Studie SyWeSt H2 haben gezeigt, dass die bestehenden Erdgasnetze grundsätzlich bereit sind für den Transport von Wasserstoff.“

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Timo Ruoff, Leiter technische Wasserstofftransformation bei terranets bw

Dennoch muss vor der Umstellung jeder Rohrkilometer auf seinen aktuellen Zustand geprüft werden. Bei terranets bw sind das mehr als 2.750 Kilometer Transportnetz – Rohre, die Gas über weite Strecken befördern und an regionale Netzbetreiber übergeben. So werden große Abnehmer wie Kraftwerke oder Industrieunternehmen ebenso versorgt wie Haushalte in Baden-Württemberg. „Wasserstoff beansprucht das Material Stahl deutlich stärker als der Erdgastransport. Deshalb untersuchen wir jeden Zentimeter ganz genau. Wenn erforderlich, setzen wir Reparaturen um oder tauschen Rohrstücke aus“, sagt Ruoff.

Intelligente Molchungen: Mit modernster Technologie gegen Verschleiß

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Wie ist der Zustand der Gasleitungen? Um das herauszufinden, führt terranets bw technische Inspektionen durch. Diese erfolgen zum Beispiel mithilfe sogenannter „intelligenter Molche“. Die Inspektionsgeräte haben je nach zu untersuchender Leitung einen Durchmesser von 7,5 bis zu 142 Zentimetern. Über eine Schleuse ins Rohr eingebracht, fahren sie – angetrieben durch den Gasfluss – durch die Leitungen. Unterwegs sammeln sie mit ihren Sensoren hochpräzise Messdaten, deren Analyse konkrete Hinweise über Lage, Art und Beschaffenheit eventueller Auffälligkeiten liefert. Nach weiteren Instandhaltungsarbeiten wie der Begehung der Leitung und der Funktionsprüfung der Armaturen liegen dann umfassende Informationen zum Zustand der Leitung vor. Prüfung auf Wasserstofftauglichkeit bestanden? Dann bescheinigen anerkannte Sachverständige die Freigabe.

Neue Erdgasleitung in Baden-Württemberg ist H2-ready

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terranets bw erweitert kontinuierlich sein Transportnetz. Im Dezember 2022 hat das Unternehmen die rund 28 Kilometer lange Neckarenztalleitung, kurz NET, in Betrieb genommen. Sie transportiert Gas im Raum Ludwigsburg und schafft zusätzliche Transportkapazität für die steigende Erdgasnachfrage. Und nicht nur das: Dank besonderer Schweißverfahren und der Verwendung von wasserstofftauglichem Stahl ist die Leitung bereits optimal auf den Transport von Wasserstoff vorbereitet. Für Hessen plant terranets bw den Bau einer 115 Kilometer langen Leitung von Wirtheim nach Lampertheim. Auch die Spessart-Odenwald-Leitung (SPO) wird von Beginn an H₂-ready sein.

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Anbindung an europäische Transportrouten

In Planung ist zudem eine weitere wasserstofftaugliche Erdgasleitung: Die Süddeutsche Erdgasleitung (SEL) wird mit einer Länge von 250 Kilometern Gaskraftwerke der EnBW versorgen und damit den Ausstieg aus der Kohleverstromung ermöglichen. Sie ist die erste Wasserstoff-Pipeline in Baden-Württemberg mit Anbindung an europäische Transportrouten und soll ab 2030 Wasserstoff transportieren.

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+++ Eine Information der Netzbetreiber Netze BW und terranets +++

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