TransHyDE

Wie das Leitprojekt TransHyDE eine Wasserstoff-Transport-Infrastruktur entwickeln will

Ohne eine geeignete Transport-Infrastruktur kann die Wasserstoffwirtschaft nicht funktionieren. Insbesondere für den Import werden andere Lösungen als Gas-Pipelines benötigt. Ideen dazu gibt es viele – unklar ist jedoch, welche Lösung für welche Anwendung geeignet ist und wie diese am besten kombiniert werden. Das Leitprojekt TransHyDE entwickelt daher mehrere Technologien zum Wasserstoff-Transport, bewertet und demonstriert sie.

Das Bild zeigt mehrere Technologien für den Wasserstoff-Transport: Behälter, LOHC, Ammonik, Pipelines.
Grafik: Projektträger Jülich im Auftrag des BMBF

Um Deutschland auf dem Weg zur Klimaneutralität voranzubringen, braucht es mehrere Hundertmillionen Tonnen Wasserstoff jährlich. Einen Teil davon wird Deutschland selbst produzieren – der deutlich größere Teil muss aus wind- und sonnenreichen Regionen importiert werden. In beiden Fällen braucht es funktionierende und effiziente Transport-Infrastrukturen. Denn nur selten wird Wasserstoff auch dort genutzt, wo er hergestellt wird.

Deshalb werden Transport-Infrastrukturen für kurze, mittlere und lange Strecken dringend benötigt. Teilweise könnten dafür bereits bestehende Gasnetz- und Gasspeicher-Infrastrukturen genutzt werden, teilweise braucht es gänzlich neue Transport-Technologien. In beiden Fällen besteht noch immer massiver Forschungsbedarf. So fehlt es derzeit noch an geeigneten Standards, Sicherheitsvorschriften und internationalen Regelungen. Zudem wurden zahlreiche Transport-Technologien bisher nur in kleinem Maßstab getestet.

Das Leitprojekt TransHyDE wird daher Transport-Technologien umfassend weiterentwickeln – und zwar technologieoffen entlang verschiedener möglicher Entwicklungspfade. Genauer wird TransHyDE in vier Demonstrationsprojekte je eine Transport-Technologie testen und hochskalieren:

  • Wasserstofftransport in Hochdruckbehältern.
  • Wasserstoff-Flüssig-Transport.
  • Wasserstoff-Transport in bestehenden und neuen Gasleitungen.
  • Transport von in Ammoniak gebundenem Wasserstoff.

Damit all diese Technologien möglichst schnell Teil des Gesamtenergiesystems werden, will das Leitprojekt einen eigenen Roadmap-Prozess anstoßen. Damit möchte das Projekt fortlaufend analysieren: Wo stehen wir, wo wollen wir hin – und wie genau können wir dieses Ziel erreichen? Schon jetzt ist klar: Für den Markteinstieg von Wasserstoff-Transporttechnologien braucht es neue Standards, neue Normen und neue Zertifizierungen. Daher widmet das Projekt diesem Themenbereich ein eigenes Arbeitspaket. Ebenso dem Thema Materialtestung, Sensorik und Sicherheit. So wird sichergestellt, dass alle entwickelten Lösungen langlebig, effizient und sicher sein werden.

 

Das sind die TransHyDE-Projekte

Auf der Insel Rügen liegt der Mukran Port, Deutschlands nordöstlichster Seehafen. Hier entwickelt das TransHyDE-Projekt Mukran einen innovativen Hochdruck-Kugelspeicher für Wasserstoff. Dieser soll im Laufe des Projekts auf hoher See zum Einsatz kommen. Ziel ist die Integration in die Offshore-Anlage von H2Mare, um den dort produzierten Grünen Wasserstoff zwischenzeitlich zu speichern. Zudem soll der Kugelspeicher auch im Einsatz als Transportbehälter getestet werden. So will Mukran testweise Wasserstoff per Schiff nach Hamburg transportieren.

Ein Großteil des Wasserstofftransports wird künftig über Gasleitungen erfolgen. So lässt sich Wasserstoff beispielweise in ehemaligen Erdgasleitungen transportieren. Zumindest theoretisch. In der Praxis ist ihre Nutzung noch nicht hinreichend erforscht. Zudem fehlen Normen, Sicherheitsvorschriften und Überwachungsstandards. Deswegen baut das TransHyDE-Projekt Get-H2 ein Test- und Demonstrationsumfeld rund um eine Versuchspipeline auf.
Das Besondere: Das Testfeld erprobt dabei sowohl die Umstellung von Erdgastransportleitungen auf Wasserstoffbetrieb, als auch den Neubau von Wasserstoffleitungen. Die Projektpartner beantworten damit Materialfragen und führen Sicherheits- sowie Überwachungstests durch. Ziel ist es, herauszufinden, unter welchen Bedingungen und mit welchem Aufwand bereits bestehende Leitungen für den Wasserstofftransport genutzt werden können. Ähnliche Fragestellungen gelten für den Neubau von reinen Wasserstoffleitungen.

Das TransHyDE-Projekt Campfire testet das Potential von Ammoniak als Wasserstoff-Transportmöglichkeit. Besonders bei der Rückgewinnung von Wasserstoff aus Ammoniak herrscht noch immer Forschungsbedarf. Um diesen Schritt effizient hinzubekommen, will Campfire auf Ergebnisse aus den TransHyDE-Forschungsverbünden zurückgreifen. Ziel des TransHyDE-Projekts ist die Bindung von Wasserstoff in Ammoniak für den Transport und die anschließende Wieder-Auslösung. Campfire testet zudem Demonstratoren für die zentrale und dezentrale Nutzung von Ammoniak sowie Logistikstrukturen für den Ammoniak-Import und die -Verteilung.

Das TransHyDE-Projekt Helgoland testet eine Wasserstoff-Logistikkette über Land und über See. Via Pipeline gelangt Grüner Wasserstoff von der Offshore-Anlage des Leitprojekts H2Mare auf die Insel Helgoland. Für den weiteren Transport wird der Wasserstoff an organische Trägerflüssigkeiten - sogenannte LOHCs, gebunden. Dadurch lässt sich Wasserstoff transportieren wie Öl oder Kraftstoff und kann mit bereits bestehender Infrastruktur verschifft werden. Dazu baut das TransHyDE-Projekt Helgoland im Hamburger Hafen eine Dehydrieranlage, die den Wasserstoff wieder vom LOHC löst.

Insgesamt fünf Forschungsverbünde unterstützen die TransHyDE-Projekte mit wissenschaftlichen Erkenntnissen. Dabei geht es um Materialforschung, die Entwicklung neuer Komponenten und die Simulation von Anlagen im Dauerbetrieb. Die Forschungsverbünde beleuchten darüber hinaus auch übergeordnete Fragen zu Unfallsicherheit, Lebensdauer und ökologischen Auswirkungen der Anlagen. In enger Zusammenarbeit mit den TransHyDE-Projekten stellen die Forschungsverbünde sicher, dass Wissen abgeglichen und gesichert wird. Der aktuelle Wissensstand und Handlungsempfehlungen für externe Stakeholder sollen kontinuierlich in einer Roadmap festgehalten werden. Die Forschungsverbünde betrachten dabei stets alle Transportmöglichkeiten von Wasserstoff und erarbeiten Grundlagen und Lösungsansätze für den regulatorischen Rahmen.

Die Leitprojekte

Die Grafik zeigt Elemente aus jedem Wasserstoff-Leitprojekt: Zur Serienfertigung von Elektrolyseuren, zum Transport von Wasserstoff und zur Wasserstoffproduktion auf See.
Grafik: PtJ im Auftrag des BMBF

Wie die Wasserstoff-​Leitprojekte Deutschlands Einstieg in die Wasserstoffwirtschaft unterstützen

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H2Giga

Das Bild zeigt die industrielle Herstellung von Elektrolyseuren.
Grafik: PtJ im Auftrag des BMBF

Wie das Leitprojekt H2Giga Elektrolyseure in die Serienfertigung bringen will

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H2Mare

Die Grafik zeigt ein Windrad im Meer, dass via Elektrolyse Wasserstoff herstellt. Ein PtX-Container daneben produziert auch PtX-Produkte.
Grafik: PtJ im Auftrag des BMBF

Wie Partner im Leitprojekt H2Mare Wasserstoff direkt auf hoher See produzieren wollen

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