Regionen-Serie: HyExpert Havelland

Grüner Wasserstoff ist ein wichtiger Baustein der Energiewende. Mit seiner Hilfe kann regenerative Energie gespeichert und bedarfsgerecht in verschiedensten Sektoren genutzt werden. Doch wie bringt man Erzeugung, Speicherung, Verteilung und Nutzung von Wasserstoff zusammen? Eine Antwort auf diese Frage will im Havelland das Projekt H₂VL liefern: Verschiedene lokale Akteure werden entlang der gesamten Wertschöpfungskette des Wasserstoffes identifiziert, vernetzt und bei der Umsetzung ihrer Projekte unterstützt – von der Erzeugung über die Verteilung bis hin zur Nutzung. Dafür wird das Havelland als eine der 15 HyExpert-Gewinnerregionen im Rahmen des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP2) durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr mit knapp 400.000 Euro gefördert.

Im H₂VL-Netzwerk sind fast 140 Stakeholder aus 75 verschiedenen Organisationen vertreten – von Unternehmen und Kommunen bis hin zu zivilgesellschaftlichen Gruppen und Forschungseinrichtungen. Das Umweltamt des Landkreises leitet das Projekt und unterstützt von politischer Seite her die H₂-Entwicklungen. Die Förderrichtlinie wird von der NOW GmbH koordiniert und vom Projektträger Jülich (PtJ) umgesetzt.

„Mit dem Wasserstoff, der vor Ort mit erneuerbaren Energien erzeugt und dann direkt im hiesigen Mobilitätssektor genutzt wird, kann ein wertvoller Beitrag zum Klimaschutz im Havelland geleistet werden.“

Nico Merkert, Amtsleiter im Umweltamt Havelland

Das Projekt wird ein Jahr lang von einem Konsortium aus Wasserstoff- und MobilitätsexpertInnen begleitet. Das Reiner Lemoine Institut (RLI) leitet das Projekt auf Auftragnehmerseite und wird durch die IAV Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr, Consulting4Drive und das Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität (IKEM) unterstützt. Am Ende des Projekts werden die Erkenntnisse in einer regionalen Machbarkeitsstudie zusammengefasst.

Umsetzungsnähe ist wichtig

Einer der wichtigsten Bausteine des H2VL-Projekts ist die Zusammenarbeit mit den H₂-Akteuren vor Ort. Konkret wurde in vielfältigen Formaten zusammengearbeitet: Am Anfang stand das Kennenlernen in bilateralen Gesprächen und Vor-Ort-Terminen im Vordergrund. Systematisch wurden in einer Umfrage Daten von allen Stakeholdern abgefragt. In acht Workshops wurden die Teilnehmenden miteinander vernetzt und konnten Projekte innerhalb und außerhalb des Havellandes kennenlernen. Das hat dazu geführt, dass die Akteure sich mittlerweile gut untereinander kennen und darüber hinaus gemeinsame Projekte vorantreiben.

Das Projekt wurde in fünf Paketen bearbeitet. Neben dem zuvor beschriebenen Projekt- und Stakeholdermanagement wurde die gesamte Wertschöpfungskette einer grünen Wasserstoffwirtschaft betrachtet (s. Abb. 1).

Wasserstofferzeugung

Wird der Wasserstoff lokal aus erneuerbaren Energien (EE) erzeugt und später genutzt, bietet das den Vorteil einer regionalen Wertschöpfung. Wichtig ist, dass BürgerInnen und Kommunen von der EE- und H₂-Erzeugung in ihrer Umgebung direkt und indirekt profitieren. Deshalb wird im Projekt ein Fokus auf regional verankerte Stakeholder gesetzt. Das Havelland hat enorme Erzeugungspotenziale für erneuerbare Energien. Etwa 1 GW Photovoltaik und 2,5 GW Wind wären technisch möglich.

Auch wenn nur ein geringer Teil dieser Potenzialflächen genutzt würde: Damit könnten große EE-Mengen erzeugt und unter anderem für die Wasserstoffproduktion genutzt werden. Wie viel und zu welchem Preis Wasserstoff produziert werden kann, hängt vom Strompreis, von den Volllaststunden des Elektrolyseurs sowie vom Verhältnis der installierten EE- und der Elektrolyseurleistung ab (s. Abb. 2). Je nach Betreibermodell sind im Havelland Gestehungskosten zwischen 7,80 und 9,70 Euro pro Kilogramm Wasserstoff wahrscheinlich.

„Wir sehen, dass es im Havelland große Potenziale zur Erzeugung von erneuerbaren Energien und damit auch für grünen Wasserstoff gibt. Um diese Potenziale zu heben, ist es wichtig, dass die Menschen im Havelland vom Aufbau der Wasserstoffwirtschaft profitieren. Deshalb legen wir im Projekt Wert auf regionale Wertschöpfungsketten und die Einbindung kommunaler Unternehmen.“

Anne Wasike-Schalling, Reiner Lemoine Institut

H₂-Gestehungskosten in Abhängigkeit von der installierten EE-Leistung, Quelle: Reiner Lemoine Institut

Neben der Wasserstofferzeugung aus erneuerbaren Energien plant das Unternehmen Neue Energien Premnitz auch die H₂-Erzeugung aus Reststoffen. Konkret heißt dies, dass die nicht-recycelbaren Reststoffe aus der Firma Richter Recycling für ein thermisches Recycling genutzt werden sollen (s. HZwei-Heft Oktober 2021). Die Flächen für die Anlage sind bereits gesichert, und das Verfahren für die BImSchG-Genehmigung läuft.

Wasserstoffbedarf

Wasserstoff ist in vielen Sektoren einsetzbar und kann stofflich genutzt werden oder fossile Energieträger ersetzen. Im Havelland wurden insbesondere der Verkehrs- und der Industriesektor untersucht. Bei den Industrieunternehmen im Havelland würde Wasserstoff zumeist bisher genutztes Erdgas ersetzen. Damit das wirtschaftlich darstellbar wäre, müsste der Preiskorridor für grünen Wasserstoff zwischen etwa 5 (Erdgas-Paritätspreis) und 10 Cent pro Kilowattstunde liegen (entspricht 1,67 bis 3,33 Euro pro kg Wasserstoff). Dies ist in den nächsten Jahren nicht absehbar. Ein stofflicher Wasserstoffeinsatz ist derzeit im Havelland nicht bekannt.

Im Verkehrssektor wurden unterschiedliche Verkehrsträger beleuchtet. Im Schienenpersonennahverkehr und im Rangierbetrieb ist der Einsatz von Wasserstoff vorstellbar, derzeit sind jedoch noch keine konkreten Bedarfsmengen absehbar. Im Straßenverkehr liegt der Fokus vor allem auf schweren Fahrzeugen oder solchen mit großen Reichweiten. Aufgrund der höheren Energiedichte von Wasserstoff im Vergleich zur Batterie können hier Vorteile erzielt werden.

Für die Umstellung von Diesel auf Wasserstoff wurden mit den Stakeholdern umfangreiche Kostenbetrachtungen über den gesamten Lebenszyklus durchgeführt (Total Cost of Ownership). Diese zeigen beispielsweise für den Betrieb einer ÖPNV-Busflotte: Kostet der grüne Wasserstoff zwischen 5,90 und 7,50 Euro pro Kilogramm, kann eine Kostenparität mit Dieselfahrzeugen erreicht werden. Hier zeigt sich eine Lücke zu den bisher wahrscheinlichen Wasserstoffgestehungskosten (siehe oben).

Um in der Hochlaufphase trotzdem Geschäftsmodelle zu ermöglichen, gibt es die Treibhausgasminderungsquote (THG-Quote). Diese führt dazu, dass durch das Inverkehrbringen grüner Kraftstoffe (z. B. Wasserstoff) ein Mehrerlös durch den Quotenverkauf erzielt werden kann.

Speicher und Verteilung

Wasserstoff kann auf unterschiedliche Arten gespeichert und transportiert werden. Mit den Stakeholdern und in der Machbarkeitsstudie wurden verschiedene Arten der Speicherung und des Transports diskutiert. Relevant für die Planungen der Stakeholder ist auch das geplante Brandenburger H₂-Startnetz. Dieses wird gradaktuell ausgebaut. Nach und nach werden dadurch verschiedene Orte des Havellands Teil eines überregionalen Wasserstoffnetzes.

H₂-Startnetz im Havelland, Quelle: Localiser

Die verschiedenen Wertschöpfungsteile einer Wasserstoffwirtschaft wurden im letzten Arbeitspaket praxisnah miteinander verknüpft. Denn um wirtschaftliche Geschäftsmodelle realisieren zu können, braucht es sowohl die Erzeugungs- als auch die Bedarfsseite. In zwei regionalen Clustern wurden gemeinsam mit den Stakeholdern mögliche Lieferketten skizziert, analysiert und weiterentwickelt.

Cluster Östliches Havelland

In diesem Cluster prüft das Konsortium derzeit mit der GASAG, ob und wie ihr geplanter Elektrolyseur in Ketzin wirtschaftlich errichtet und betrieben und der Wasserstoff dem regionalen Verkehrssektor zur Verfügung gestellt werden kann. Als potenzielle Abnehmer des Wasserstoffs böten sich aufgrund ausreichender theoretischer Mengen aus Sicht des Konsortiums derzeit am besten Teile von kommunalen Flotten im nahegelegenen Nauen an. Bei diesen besteht generelles Interesse an einer Teilumstellung auf H₂-Antriebe. Derzeit wird separat die Wirtschaftlichkeit im Detail geprüft.

Erste überschlägige Berechnungen zeigen zudem, dass, wenn man die beiden Seiten zusammendenkt, eine regionale Wertschöpfungskette von Erzeugung über Verteilung und Tankstelle bis Verbrauch unter bestimmten Bedingungen (z. B. Förderungen) darstellbar sein könnte. Allerdings müssen noch mehrere Parameter geklärt werden. Auch die Akteure der Transportlogistik-Branche im Gebiet Wustermark-Brieselang werden in diesem Cluster mitgedacht, denn sie könnten weitere Ankerkunden darstellen.

Cluster Westliches Havelland

Von der Rathenower Wärmeversorgung wird ein Projekt zur Erzeugung von klimafreundlicher Wärme angestrebt. Dies soll durch die eigene Erzeugung erneuerbarer Energien in Kombination mit einer Power-to-Heat-Anlage geschehen. Der erneuerbare Strom wird dadurch direkt in Fernwärme umgewandelt. Um die Fluktuation der EE-Erzeugung optimal zu nutzen, ist darüber hinaus die Installation eines Elektrolyseurs in Überlegung. Dieser soll überschüssige Energiemengen nutzen, um grünen Wasserstoff zu produzieren. Ganz nebenbei kann dabei die Abwärme des Elektrolyseurs im Fernwärmenetz mitgenutzt werden. Der Wasser- und Abwasserverband Rathenow könnte mit seiner Flotte von Fäkalsaugfahrzeugen zu einem regionalen H₂-Abnehmer werden.

Darüber hinaus sind die Stakeholder angehalten, sich selbstständig weiter zu vernetzen. Der digitale Wasserstoffmarktplatz ermöglicht die dezentrale Vernetzung aller Beteiligten und auch das gezielte Suchen nach bestimmten Akteuren der Wertschöpfungskette. Auch über das H₂VL-Projekt hinaus können sich hier Stakeholder vernetzen.