Projekt H2UGS als Teil der großen Initiative HYPOS

Großvolumige, sichere und effiziente Speicherung von „grünem Wasserstoff“, aus regenerativen Quellen, in Untergrundspeichern für eine Versorgungssichere Energie- und Stoffinfrastruktur

Infiltration von Wasserstoff in die Wände von Salzkavernen unter zyklischer Belastung

Derzeit bieten Salzkavernen die besten Voraussetzungen um die Anforderungen für den Betrieb von Wasserstoffspeichern aus stark fluktuierenden Prozessen wie Power-to-Gas mit Überschussstrom zu erfüllen. Ziel des grundlagenorientierten Verbundforschungsvorhabens H2-UGS innerhalb der HYPOS-Initiative ist die Klärung der noch offenen Fragen zur Wasserstoffspeicherung in Kavernen. Auf der Basis der Erkenntnisse soll eine Methodologie für die genehmigungsrechtlichen Fragestellungen der Speicherintegrität von Wasserstoffkavernen (Bestands- und Neukavernen) entwickelt werden, welche als Leitfaden für Genehmigungsbehörden und potenzielle Investoren dienen soll. Nicht zuletzt ist es die Vorbereitung für den Neubau oder die Umrüstung einer Kaverne auf den Betrieb mit Wasserstoff. Einige wesentliche Forschungsschwerpunkte auf dem Weg dahin sind:

• Bestimmung thermodynamischer und fluiddynamischer Grundlagen zu H2-CH4-Mischung bei Wechsel des Speichergases, des Taupunkts bei hohen Drücken sowie H2-Löslichkeit in der Sole
• Ermittlung der Infiltration von Wasserstoff in die Wände von Salzkavernen und dessen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften des Salzes
• Mikrobiologische Bewertung zur Untergrundspeicherung von H2 und H2-CH4-Gemischen im Hinblick auf H2-Zehrungen sowie Entwicklung von Spurenstoffen und Ausfällungen
• Entwicklung von Modellen für den Betrieb von Kavernenspeichern unter Berücksichtigung veränderter Bedingungen innerhalb der Kaverne
• Bewertung der Auswirkungen der veränderten Fahrweise (schnelle Wechsel zwischen Speicher- und Produktionsbetrieb) von EE-Gasspeichern auf das Speichergestein und den Verbund Casing/Zement/Gebirge
• Eignungsprüfung sowie Nachweis- und Monitoringverfahren für Ausführungs- und Speicherdesign sowie technische Ausrüstungen und Einbautechniken

Generell ist das Projekt mit seinen Ergebnissen der Enabler für das Pilotprojekt H2-Forschungskaverne „Entwicklung einer Großkaverne für die Speicherung von grünem Wasserstoff am Standort Bad Lauchstädt“. Mit dem Vorhaben soll eine Forschungsplattform für die Untergrundgasspeicherung von Wasserstoff in Salzkavernen entwickelt und vorbereitet werden. Diese Plattform H2-Forschungskaverne stellt ein Leuchtturmprojekt zur Entwicklung und Erprobung von Materialien und Technologien der großindustriellen Wasserstoffspeicherung aus erneuerbarem Strom dar.

H2-UGS - Helmholtz-Centre for Environmental Research (ufz.de)