Compendium

Brandenburg ist als Nachbarland von Berlin ein zentraler Partner für die Energie-versorgung. Große Teile der erneuerbaren Erzeugung (Wind, Photovoltaik) liegen bereits heute in Brandenburg. Für eine nachhaltige Wasserstoffökonomie wird Strom aus Brandenburg in Elektrolyseanlagen eingespeist, z. B. an Standorten wie dem Lausitzer Revier oder weiteren künftigen Hubs. Wasserstoff wird als Systemkomponente für einen effizienten Betrieb von Wind- und Photovoltaik Anlagen eingesetzt. Brandenburg stellt auch Flächen für Elektrolyse, Speicher (z. B. Salzkavernen) und Transportinfrastruktur bereit. Projekte des Netzwerks PROOH2V (Priegnitz/ Oberhavel) planen die Produktion von Wasserstoff jedesmal, wenn aufgrund unzureichender Netzkapazitäten der erneuerbare Strom aus Wind und Sonne nicht eingespeist werden kann. Der Strom wird über eine eigene Leitung bis an die Wasserstoff-Pipeline „Flow“ befördert, dort über Elektrolyse in in Wasserstoff umgewandelt und für eine Beförderung nach Berlin bereitgestellt. Berlin selbst hat nur begrenzte Flächen für Großanlagen – deshalb ist Brandenburg ein Schlüssel für die Versorgung.

Für Berlin wird mittelfristig (bis 2030) mit einem Bedarf im niedrigen zweistelligen Kilotonnenbereich gerechnet. Perspektivisch wird für eine vollständige Dekarbonisierung der Wärmeversorgung jedoch deutlich mehr benötigt (dreistelliger Kilotonnenbereich). Er soll aus regionalen Quellen (Brandenburgische Elektrolyse, z. B. Lausitz, Prignitz, Uckermark), von der Ostsee (Offshore-Wind) und langfristig über Import-Terminals (z. B. Rostock, Lubmin) und den europäischen Wasserstoff-Korridoren (Nordic-Baltic Hydrogen Corridor). Die genaue Menge ist noch Teil der laufenden Strategiearbeiten. Dennoch bestehen bei den Versorgern der Hauptstadt bereits konkrete Planung zur Aufteilung der Berlins in „Wärmepumpe-“, „Geothermie-“, „Wasserstoff-BHKW“- und „Fernwärme-“ Quartiere. Wobei die Fernwärmeerzeugung ebenfalls in Teilen über den Energieträger Wasserstoff erfolgen soll.

Direkte Verbrennung: H₂ kann in modifizierten Brennern als Ersatz für Erdgas genutzt werden. Das wird aufgrund der aktuellen Verfügbarkeit und Angebotspreises in Berlin kurzfristig nicht angestrebt

Mischbetrieb: Erdgasnetze können zunächst mit bis zu ca. 20 % H₂ beigemischt werden, ohne große Änderungen. In Berlin werden wir aufgrund der besonderen infrastrukturellen Voraussetzung 100% Wasserstoff-Leitungen haben. Die ersten werden für die Versorgung der großen Berliner KWK- Kraftwerke bereit vor 2030 bereitstehen.

Kraft-Wärme-Kopplungskraftwerke (KWK): Besonders effizient sind Kraft-Wärme-Kopplungskraftwerke, da diese nicht nur Strom liefern sondern die bei der Stromerzeugung anfallende Wärme in Fernwärmenetze speisen. Bei der Dekarbonisierung der Berliner Anlagen wird der Umstieg von heute Kohle und Erdgas auf Wasserstoff eine zentrale Rolle spielen.

Blockheizkraftwerke (BHKW): Es gibt Quartiere in Berlin, die nicht an das Fernwärmenetz angeschlossen werden können. Aufgrund der Bebauungssituation und dem alter der Gebäude bieten sich auch keine Geothermie bzw. Wärmepumpen-Alternativen an. An diesen Standorten werden Wasserstoff-BHKW zur Dekarbonisierung der Gebäudeversorgung dienen.

Erdgasleitungen: Viele Verteilnetze sind H₂ ready. Der Werkstoff Stahl/PVC muss auf Dichtheit geprüft werden. Die erforderliche Umrüstung der Regel- und Meßtechnik auf Wasserstoff ist ein gut bekanntes Vorgehen. In Berlin wurden vergleichbare Umstellung in der Vergangenheit bereits erfolgreich umgesetzt, wie z.B. die Umstellung von Stadtgas auf Erdgas.

Gasetagenheizungen: Reine Erdgasgeräte sind meist nicht direkt H₂ tauglich. Es gibt aber neue Geräte mit „H₂ ready“-Zertifikat, die mit geringem Aufwand umgerüstet werden können.

Langfristig wird eine schrittweise Umstellung oder der Ersatz durch zentrale H₂ Netze angestrebt.

SynGas (synthetisches Methan oder Methanol) entsteht aus der Methanisierung von biogenem CO₂ mit grünem H₂. Es hat folgende Vorteile:

• Kompatibilität: Es kann in bestehende Gasnetze eingespeist werden, ohne große Umrüstungen.
• Speicherbarkeit: auch hier könnte bestehende Infrastruktur ohne Umrüstung genutzt werden
• Nutzung: Ideal für Sektoren, die H₂ nicht direkt nutzen können.
  Im Verhältnis zu reinem H₂ wird SynGas eher als Brückentechnologie gesehen, bis reine H₂ Infrastrukturen etabliert sind.

Elektrolyse benötigt Wasser. Wenn Meerwasser entsalzt wird, entsteht hochkonzentrierte Sole. Bei unsachgemäßer Rückführung kann diese lokal das marine Ökosystem belasten (Salinität, Temperaturunterschiede).

In Lubmin und geplanten Offshore Anlagen werden daher Auflagen verlangt:

• Verdünnung der Sole vor Einleitung,
• kontinuierliche Umweltmonitorings,
• Einhaltung strenger Grenzwerte für Temperatur und Salzgehalt. Die Belastung ist kontrollierbar, erfordert aber konsequente Umsetzung von Schutzmaßnahmen.

Der Standort Lubmin befindet sich an der Pene-Mündung. Das genutzte Meerwasser hat einen sehr geringen Salzgehalt. Die Sole wird in das Lubminer Hafenbecken geleitet. Bei nicht zu erwartender Überschreitung festgelegter Solewerte, ermöglicht ein Kanalsytem zur Pene den Salzanteil zu reduzieren.

Grüner Wasserstoff benötigt viel Süßwasser, das in trockenen Regionen knapp ist. Strategien:

• Nutzung von aufbereitetem Brauchwasser (z. B. Abwasserrecycling) für Elektrolyse,
• Errichtung von Elektrolyseanlagen in wasserreichen Regionen oder nahe Küsten mit Meerwasserentsalzung,
• Kopplung mit Industrien, die Wasser ohnehin aufbereiten müssen.
  So kann der Frischwasserverbrauch deutlich reduziert werden.

Laut DVGW beeinträchtigen die Wassermengen, die für die Erzeugung von grünem Wasserstoff durch Elektrolyse benötigt werden die Trinkwasserversorgung in Deutschland nicht. Zugrunde gelegt wurde eine installierte Elektrolyseleistung von zehn Gigawatt (GW) bis 2030. Die dafür benötigte Wassermenge liegt bei rund sieben Millionen Kubikmetern Reinstwasser. Dies entspricht maximal neun Millionen Kubikmetern aus natürlichen Ressourcen gewonnenem Süßwasser. Im Vergleich zu anderen Nutzungen ist dies eine kleine Menge. Allein für die Beregnung von landwirtschaftlichen Flächen wurden im Jahr 2019 fast 450 Millionen Kubikmeter Rohwasser genutzt. In der Energiewirtschaft entwichen im selben Jahr mindestens 300 Millionen Kubikmeter aus den Kühltürmen der Kraftwerke durch Verdunstung – also mehr als das Dreißigfache von dem, was für die Elektrolyse notwendig wäre.

Wasserstoff wird in Anwendungen (z. B. Brennstoffzelle) zu Wasser oxidiert. Dieses Wasser wird wieder Teil des natürlichen Kreislaufs.

• Wann: Sofort bei der Nutzung (Verbrennung/Brennstoffzelle).
• In welchem Zustand: Als Wasserdampf oder Kondensat, es gibt keine schädlichen Rückstände.

→ Deshalb stellt die Erzeugung von Wasserstoff den idealtypischen Kreislaufprozess dar. Es wird der Natur reines Wasser entnommen und reines Wasser ohne weiteren Zusätze wieder zurückgegeben.

Noch nicht flächendeckend. Heute ist grüner H₂ meist teurer als fossile Alternativen.

• Wo funktioniert es trotzdem? In Pilotprojekten, in Nischen mit hoher Zahlungsbereitschaft (z. B. Chemieindustrie, Mobilität).
  Hilfreich soll auch die geplante Errichtung von europäischen Leitmärkten sein: 1) in Europa produzierte Autos müssen nicht nur Emmissionsgrenzwerte einhalten sonder werden mit grünem Stahl auf Wasserstoff-Basis gebaut. Der Kaufpreis der Autos wird sich dabei kaum verändern, 2) An Europas Tankstellen wird nur noch Sprit verkauf der mit grünem und nicht mit grauem Wasserstoff entschwefelt wurde. Aufgrund der hohen Steueranteils bei den Benzin-/ Dieselkosten, muss an den Verbraucher kein Preisunterschied weitergegeben werden, 3) Düngemittel die auf den Agrarflächen Europas genutzt werden, werden mit Ammoniak der auf Basis von grünem statt von grauem Wasserstoff produziert. Aufgrund der hohen Subventionen der europäischen Landwirtschaft, müsste auch hier der Verbraucher am Ende der Kette nicht benachteiligt werden müssen.
• Langfristig: Mit steigenden CO₂ Preisen, sinkenden Elektrolyse-Kosten und Ausbau von erneuerbarem Strom wird der Business Case zunehmend tragfähig (erwartet ab 2030+ in ersten Segmenten).

Ja, unbedingt. Die Salzkaverne Rüdersdorf ist ein zentrales Speicherprojekt für H₂ in der Region. Auf der neuen Seite können direkte Links zu Projektseiten, PDFs, Presseartikeln oder Forschungsberichten eingebunden werden, um Vertiefung zu ermöglichen.

Europäische Eigenproduktionskapazität: Untersuchungen bestätigen, dass Europa doppelt so viel erneuerbare Energie produzieren kann, wie es tatsächlich verbraucht. Diese eneuerbare Energie wird in einer dekarbonisierten Welt aus Transport und Speichergründen in wesentlichen Teilen in Form von Wasserstoff vorliegen. Damit wäre Europa als gemeinschaftlicher Wirtschaftraum komplett unabhängig. Eine vollständig autarke Energieversorgung in Europa wird allerdings nicht angestrebt. Ziel ist europäische Wasserstoff-Technologie zu exportieren und von Länder mit besonders günstigen Produktionsmöglichkeiten für erneuerbare Energie den damit erzeugten Wasserstoff zu importieren.

Diversifizierung der Lieferländer: Es gibt mehr Länder auf der Welt die günstig erneuerbare Energie ausschöpfen können als die die Öl und Gas exportieren. Ein Diversifizierung der Lieferanten ist mit Wasserstoff einfacher Möglich. Die Gefahr von Abhängigkeiten ist deutlich reduziert.

Speicher: Von zentraler Bedeutung für eine preisliche Stabilität sind volle Energiespeicher. Leidvoll hat insbesondere Deutschland erfahren müssen als im Herbst 2021 die Gasspeicher nur zu 20% gefüllt wurden. Deutschland hat den geologischen Vorteil über eine Vielzahl von Salzkavernen in denen Wasserstoff gelagert werden kann. Damit eignet sich Deutschland als ideale Dehschreibe und Speicherstandort für erneuerbare Energie in Form von Wasserstoff.