DVGW e.V.: G 202224 H2-Import

Forschungsprojekt

Projektbeschreibung

Projektlaufzeit: 01.2023 - 05.2023

Projektstatus: abgeschlossen

Förderkennzeichen: G 202225

Projekt im Rahmen des DVGW-Innovationsprogramms Wasserstoff

Projektpartner

Das Projekt wurde durchgeführt von:

DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT)

Ziele und Methodik

In H2-Import wurden anhand von Literaturdaten, Studien und Projekten folgenden Transportoptionen von Wasserstoff technisch bewertet:

in flüssiger Form (LH₂)
gebunden in Ammoniak (NH₃)
in Form von verflüssigtem Methan (green LNG)
in flüssigen organischen Wasserstoffträgern (LOHC)

Es wurden allerdings nur schiffsbasierte Optionen für vorwiegend interkontinentalen Wasserstofftransport betrachtet. Dabei entstand zu jeder Importart eine Übersicht der Transportprozesskette, die anhand der folgenden Kriterien bewertet wurde:

Infrastruktur für Energieträger (nicht vorhanden bis sehr gut ausgebaut)
Handling der Energieträger bezüglich Druck, Temperatur und Explosivität (schwer bis einfach)
Energetischer Ausnutzungsgrad der Prozesskette (0 bis 100 %)
Technology Readiness Level (TRL; 1=niedrig bis 9=hoch)

Die Wasserstoffproduktion sowie der Pipelinetransport waren nicht Gegenstand der Studie.

Hintergrund und Ergebnisse

Viele Prognosen zeigen: Der Wasserstoffbedarf in Deutschland wird zukünftig enorm steigen. Denn er ist eine wichtige Säule im Kampf gegen Treibhausgas-Emission und Klimawandel. Im Zuge der Energiewende soll er neben erneuerbarem Strom in allen Sektoren zum Einsatz kommen und so den CO₂-Ausstoß minimieren.

Aber die benötigten Mengen können nicht alleine in Deutschland erzeugt werden. Ein Großteil muss voraussichtlich importiert werden. Dafür kommen je nach Entfernung und Lage der Herkunftsregion der Pipeline- oder der Schiffstransport in Frage. Gerade für weite Strecken via Schiff ist es jedoch entscheidend, in welcher Form der Wasserstoff transportiert wird – ob gasförmig, flüssig oder gebunden in anderen chemischen Substanzen. Forschende der DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte Institut des KIT (DVGW-EBI) haben im Projekt H2-Import verschiedene Prozessketten und Transportoptionen unter die Lupe genommen und hinsichtlich verschiedener Kriterien verglichen.

Der Fokus der Kurzstudie lag auf der wertneutralen Zusammenstellung der relevanten technischen Informationen. Darauf basierend sind folgende Kernaussagen herauszustellen:

Vergleich der Transportoptionen für Wasserstoff © DVGW-EBI

Die Transportoption „flüssiger Wasserstoff“ hat langfristig den höchsten Aussnutzungsgrad und ist damit am effizientesten.
Die meisten Transportoptionen beinhalten Prozessschritte, die momentan kommerziell noch nicht verfügbar sind; Beispiele: Cracking bei Ammoniak (NH₃), Transportschiffe bei flüssigem Wasserstoff (LH2) und Dehydrierung bei flüssigen organischen Wasserstoffträgern (LOHC).
Am schnellsten verfügbar ist die die Prozesskette „green-LNG“. Allerdings ist hierbei das CO₂-Management nicht im notwendigen Maßstab umgesetzt.
Eine sichere Aussage über die zukünftige Entwicklung der genannten Verfahren und darüber, wie schnell der Markthochlauf erfolgen wird, muss nun durch Folgeprojekte geklärt werden.