Wasserstoffspeicherung in geologischen Formationen

Energiesysteme Langfristige Wasserstoffspeicherung in geologischen Formationen – Potenziale und Voraussetzungen

26.06.2024 Von 1 min Lesedauer

Die Bundesregierung hat durch ihre Nationale Wasserstoffstrategie einen starken Impuls zur Nutzung von Wasserstoff in allen Sektoren des Energiesystems gesetzt. Dabei spielt die Speicherung von Wasserstoff eine entscheidende Rolle, kann er doch die abweichende Energienachfrage und -erzeugung ausgleichen.

Neben der Speicherung von Wasserstoff in Behältern oder Röhren bietet auch der geologische Untergrund Möglichkeiten zur langfristigen Speicherung. Die Kohlenwasserstoffindustrie nutzt den Untergrund schon seit Jahrzehnten, um große Mengen an Erdgas im Porenraum der Gesteine (sogenannte Porenspeicher) oder in Salzkavernen zu lagern. Ob diese Speicheroptionen den hohen technologischen Sicherheitsansprüchen entsprechen und in welchem Umfang diese innerhalb der Infrastrukturkette genutzt werden können, wird im Vorhaben „Transhyde“ untersucht.

Wasserstoffspeicherung: Voraussetzungen schaffen

Im Vorhaben „H2-Sponge: H2-Speicherpotenzial von geologischen Gesteinsformationen“, der ersten Phase von Transhyde, werden die Voraussetzungen für zukünftige sichere Wasserstoffspeicher und -transportinfrastrukturen geschaffen. Parallel zur Erforschung der Nutzbarkeit werden dabei auch alle Sicherheitsansprüche und belastbare Konzepte zur Überwachung solcher Anlagen sowie die Weiterverteilung des Wasserstoffs zum Nutzer untersucht. Wesentliche Punkte betreffen die geologischen Anforderungen an das Speicher- und Deckgestein, die Priorisierung von Standorten und die experimentelle Untersuchung von Gesteinen im Kontakt mit Wasserstoff.

Mit dem Forschungsvorhaben „H2-Sponge“ wird an der Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie das Speicherpotenzial geologischer Gesteinsformationen für Wasserstoff untersucht. (Bild: Kalkwerke H. Oetelshofen) — Mit dem Forschungsvorhaben „H2-Sponge“ wird an der Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie das Speicherpotenzial geologischer Gesteinsformationen für Wasserstoff untersucht.
(Bild: Kalkwerke H. Oetelshofen)

Um die physikalischen und chemischen Wechselwirkungen im Untergrund zu simulieren, wird im Rahmen des Vorhabens ein experimenteller Prüfstand gebaut. Erst dadurch ist die Bewertung potenzieller Wasserstoffspeichergesteine und die Dichtigkeit der Speicher möglich. Weitere Aspekte fokussieren auf die Integrität aller technischen Komponenten, die strategische Planung von Monitoringkonzepten zur nahtlosen Überwachung aller Prozesse und die Entwicklung von Aufbereitungsstrategien mit Störstoffmessungen zur Verteilung untertätig gespeicherten Wasserstoffs in Gasnetzen. Ziel ist es, Vorschläge für den Umgang mit Wasserstoff in geologischen Untergrundspeichern auszuarbeiten sowie passende Infrastruktur- und Sicherheitskonzepte zu entwickeln.

Abgleich potenzieller Wasserstoffinfrastrukturen über- und untertage. Die grünen Flächen zeigen die Ausbreitung potenzieller Wasserstoffspeichergesteine auf. In blau dargestellt sind die im Hydrogen Backbone Report prognostizierten Wasserstoffpipelines bis zum Jahr 2040. (Bild: Fraunhofer IEG) — Abgleich potenzieller Wasserstoffinfrastrukturen über- und untertage. Die grünen Flächen zeigen die Ausbreitung potenzieller Wasserstoffspeichergesteine auf. In blau dargestellt sind die im Hydrogen Backbone Report prognostizierten Wasserstoffpipelines bis zum Jahr 2040.
(Bild: Fraunhofer IEG)

Die im Vorhaben gewonnenen Erkenntnisse werden abschließend bewertet und in eine Gesamtanalyse zur „Sicheren Infrastruktur“ einfließen, die für „Skalierbare Lösungen“ in der zweiten Phase von Transhyde die Grundlage bilden.

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Stand: 16.12.2025

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