H2CAST ETZEL: Umrüstung der Kavernen für die Wasserstoffspeicherung hat begonnen

Nach erfolgreichem Abschluss des ersten Dichtheitstests mit Wasserstoff (H2) zur Zustandsbewertung im Frühjahr dieses Jahres haben nach Abschluss intensiver Planungen in der letzten Woche die Arbeiten zur Umrüstung der zwei H2CAST Etzel-Kavernen für die Wasserstoffspeicherung begonnen. In eine Kaverne wird in die Zugangsbohrung eine Gasspeicherkomplettierung und ein Solependelstrang eingebaut. Zudem wird ein neuer für Wasserstoff geeigneter Kavernenkopf aufgebaut.

Die „Workoverarbeiten" mittels einer Winde werden voraussichtlich bis Ende des Jahres unter Aufsicht von Sachverständigen unterschiedlicher Fachdisziplinen und intensiven Messungen an den Bohrungen – unter Einhaltung aller erforderlichen Sicherheitsstandards – abgeschlossen.

Die Komplettierungsarbeiten wurden von der Aufsichtsbehörde, dem Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG) im Vorfeld genehmigt. Damit wird ein weiterer Meilenstein vom Wasserstoff-Pilotprojekt H2CAST Etzel planmäßig umgesetzt.

Über H2CAST Etzel

Mit dem Projekt H2CAST Etzel soll die Machbarkeit der großvolumigen unterirdischen Speicherung von Wasserstoff demonstriert und die Eignung der Salzkavernen in Etzel für die Wasserstoffspeicherung nachgewiesen werden. Der operative Betrieb der Wasserstoffspeicherung wird erprobt und dient dem Aufbau einer Wasserstoffindustrie in Deutschland und Europa. H2CAST steht für „H2 CAvern Storage Transition“, d.h. die Umwidmung der bestehenden großvolumiger Kavernen und technischer Anlagen in Etzel für die zukünftig notwendige Speicherung von Wasserstoff als Baustein eines erneuerbaren und damit ökologisch nachhaltigen Energiesystems.

Das Projekt wird durch das Land Niedersachsen und dem Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert.

Technischer Ablauf der Arbeiten bei H2CAST

Das Projekt H2CAST sieht vor, dass in eine der Zugangsbohrungen der Kavernen eine sogenannte Förderrohrtour eingebaut wird, durch welche in Kürze Wasserstoff ein- und ausgespeichert wird. Ein Dichtelement, ein sogenannter „Packer“, am unteren Ende der Förderrohrtour dichtet diese verschweißten Rohre gegenüber der mit dem Gebirge zementierten äußeren Rohrtour ab.

Dazwischen entsteht über die bis in eine Tiefe von ca. 1 km verlaufende Wasserstoff-Förderrohrtour ein wenige Zentimeter breiter Ringraum, vergleichbar mit einem doppelwandigen Tank. Dieser Ringraum wird mit einer Flüssigkeit gefüllt, er bildet ein Zwei-Barrieren-System gegenüber dem umgebenden Gebirge. Durch ein spezielles Überwachungssystem können bereits sehr geringe Mengen Wasserstoff, sollte dieser durch die Dichtungen hindurchdiffundieren, im Ringraum gesammelt und gemessen werden.

Neuer Kavernenkopf wird aufgebaut

Als Bohrungsabschluss wird ein weiterentwickelter Kavernenkopf der Firma Hartmann Valves aus niedersächsischer Produktion aufgebaut, welcher über zusätzliche Überwachungsmöglichkeiten verfügt.

Einbau eines Solependelstranges

In die Förderrohrtour wird ein weiterer Rohrstrang als Solependelstrang mit einem kleineren Durchmesser eingebaut. Durch diesen kann die bei der Erstbefüllung der Kaverne mit Wasserstoff verdrängte Sole zutage gefördert werden.

Eine Besonderheit besteht darin, dass im H2CAST-Projekt dieser Vorgang auch umgekehrt werden kann. Das heißt, Sole aus dem Kavernenfeld kann in die Kavernen zurück gepumpt werden, bis diese wieder nahezu vollständig mit Sole gefüllt sind. Der verdrängte Wasserstoff wird dabei in eine der beiden Kavernen umgelagert, welche in dieser Betriebsart als „Wasserstoffpipeline“ fungiert.

Durch das Einpumpen oder Fördern von Sole kann das nutzbare Speichervolumen (Arbeitsgasvolumen) für Wasserstoff stufenlos variiert werden und das in der Kaverne verbleibende Wasserstoffgas zur Aufrechterhaltung des Stützdruckes, das sogenannte „Kissengas“ minimiert werden. Im folgenden Testbetrieb können damit unter anderem verschiedene Druckstufen in der Kaverne, wie in der zukünftigen Wasserstoffwirtschaft zu erwarten sind sowie die H2-Reinigung getestet werden.

Bewährte und sichere Technik aus der Erdgasspeicherung wird genutzt

Bei den Komponenten wird weitgehend auf bereits am Markt verfügbare und geeignete Technik zurückgegriffen, welche sich bei der Speicherung von Erdgas über Jahrzehnte hinweg bewährt hat. Die Einzelelemente werden hier im Realbetrieb mit Wasserstoff getestet, sie wurden zuvor im Labor von Spezialisten unter künstlicher Wasserstoffbeladung auf ihre H2-Verträglichkeit hin untersucht.

Ziele des späteren H2-Demonstrationsbetriebes

Im Rahmen des H2CAST-Demonstrationsbetriebes soll die Langzeiteignung unter realen Betriebsbedingungen nachgewiesen werden. „Insbesondere wollen wir zeigen, dass die bereits vorhandenen Anlagen im Kavernenfeld Etzel für die Wasserstoffspeicherung geeignet sind, ohne dass es der Entwicklung neuer Bauteile bedarf. Das macht, ohne Einschränkungen bei der Anlagensicherheit, bei einem deutschlandweiten Markthochlauf volkswirtschaftlich enormen Sinn“, so Carsten Reekers Leiter des Verbundprojektes H2CAST.

Weiterer Zeitplan der Arbeiten

Im Anschluss an die Komplettierungen erfolgen weitere Tests zur Dichtheit der Bohrungsausrüstungen und des Salzgebirges. Sofern die Tests erfolgreich verlaufen, sollen die Kavernen mit 80 Tonnen Wasserstoff bis zum höchsten zulässigen Druck beaufschlagt werden. Eine obertägige Testanlage wird den Gasspeicherbetrieb mit den Arbeitsschritten Verdichtung, Gastrocknung und -reinigung, Druckregelung, Mengen- und Qualitätsmessung ermöglichen.

Projektergebnisse werden veröffentlicht

Bis 2026 soll der Standort Etzel „H2-ready“ werden. Im Nachgang werden die Forschungsergebnisse und technischen Standards des vom Land Niedersachsen und dem Bund gefördertem Vorzeigeprojektes H2CAST Etzel anderen Wasserstoff-Kavernenstandorten in der Region zugänglich gemacht, es dient somit als „Blaupause“ für die Umrüstung von Kavernen für zukünftige Wasserstoffspeicherung in Deutschland.