Studie: H₂-Tankstellen könnten kostengünstig über Pipeline versorgt werden

 Die Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW) veröffentlicht zusammen mit der Deutschen Energie-Agentur (dena) eine Studie zur zukünftigen Versorgung der deutschen Wasserstoff-Tankstelleninfrastruktur über ein H₂-Pipeline-Netz. Die Analyse zeigt, dass ein zentrales Hub-Modell zur Versorgung von Wasserstofftankstellen eine kostengünstige und nachhaltige Lösung sein kann. Die Studie liefert zudem neun konkrete Handlungsempfehlungen, um die Voraussetzung für eine Anbindung von H₂-Hubs und Tankstellen an das H₂-Netz zu schaffen.

Mit der Studie „Versorgung der H₂-Tankstelleninfrastruktur in Deutschland über ein H₂-Pipeline-Netz“ unterziehen die Studienersteller eine techno-ökonomische Bewertung der Anbindungsmöglichkeiten für Wasserstofftankstellen (HRS) an das Wasserstoff-Kernnetz (H₂-Kernnetz) in Deutschland. Dabei werden technologische sowie regulatorische Anforderungen und prognostizierte Kosten verschiedener Anbindungsoptionen im Jahr 2030 miteinander verglichen.

Eine zentrale Erkenntnis der Studie lautet, dass ein zentraler „Wasserstoff-Hub“ (H₂-Hub) am H₂-Kernnetz als kosteneffiziente und zukunftsfähige Lösung zur Wasserstoffversorgung dienen könnte. Ein solcher Hub könnte Wasserstoff an nahegelegene Tankstellen verteilen und Prozesse wie die H₂-Aufreinigung zentral bündeln, was die wirtschaftliche Machbarkeit und Effizienz deutlich steigert. Für die technische Machbarkeit und die ökonomische Bewertung wurden vier Versorgungsoptionen analysiert: die direkte Anbindung einer Wasserstofftankstelle an das H₂-Kernnetz, die Nutzung eines H₂-Hubs am Kernnetz, die Anbindung an das H₂-Verteilnetz und die Nutzung eines H₂-Hubs am Verteilnetz.

Die Studie, die auf Basis einer Metaanalyse, Interviews sowie qualitativer und quantitativer Analyse- und Bewertungsmethoden erstellt wurde, zeigt, dass Wasserstoff-Hubs die Transport- und Aufbereitungskosten für Wasserstoff ab einer gewissen Mindestentfernung durch Skaleneffekte reduzieren können. Gleichzeitig bestehen noch technologische Herausforderungen, insbesondere bei der Aufreinigung des Wasserstoffs für Brennstoffzellenfahrzeuge, was eine Pilotierung des Modells „H₂-Hub“ nahelegt.

Alina Hain, COO der NOW GmbH: „Die Ergebnisse der Untersuchung bestätigen die zentrale Rolle, die das Wasserstoff-Kernnetz bei der Versorgung der zukünftigen Wasserstofftankstellen spielen kann. H₂-Hubs am Wasserstoff-Kernnetz, eine integrierte Infrastrukturplanung und die weitere technologische Entwicklung der Wasserstoffaufbereitung können in Zukunft die Versorgungssicherheit der Tankstellen auch bei großen Bedarfen sicherstellen und gleichzeitig die Anlieferungskosten des Wasserstoffs an die Tankstellen reduzieren.“

Neben der technologischen und wirtschaftlichen Analyse wurden auch die regulatorischen Rahmenbedingungen für ein H₂-Netz betrachtet. Das geplante deutsche H₂-Kernnetz mit einer Länge von über 9.000 km soll zu rund 60 % bestehende Erdgasleitungen umnutzen und wird voraussichtlich ab 2025 schrittweise in Betrieb genommen. Bis Ende 2032 wird mit Investitionen von rund 19 Mrd. Euro gerechnet, die perspektivisch durch Netzentgelte gedeckt werden sollen. Für eine effiziente Entwicklung der H₂-Infrastruktur empfiehlt die Studie die Schaffung eines zwischen H₂-Netz und Wasserstofftankstellen abgestimmten Planungsansatzes sowie eine Plattform für die koordinierte Erfassung des zukünftigen Wasserstoffbedarfs im Verkehrssektor.

Nach dem heutigen Wissensstand ist davon auszugehen, dass schwere Lkw den Großteil der Nachfrage nach Wasserstoff im Verkehr ausmachen werden. Die Entwicklung der Nachfrage ist jedoch unsicher, wie die große Spannbreite verschiedener Szenarien zeigt. Das NOW-Monitoring schätzt den Wasserstoffbedarf im Straßenverkehr auf 385.000 bis 510.000 Tonnen im Jahr 2030 und 1,3 bis 2 Mio. Tonnen im Verlauf der Jahre 2045 bis 2050. Die BMWK-Langfristszenarien zeigen in den Szenarien T45-Strom und T45-H₂ eine mögliche Bandbreite von null bis 30.000 Tonnen im Jahr 2030 und von null bis 1,7 Mio. Tonnen im Jahr 2045 auf. Vor dem Hintergrund dieser Unsicherheiten kann das vorgeschlagene Hub-Modell eine kostengünstige Option darstellen, um die Voraussetzungen für den Markthochlauf von schweren Lkw mit Wasserstoffantrieb zu schaffen.

Kristina Haverkamp, Geschäftsführerin der Deutschen Energie-Agentur (dena): „Eine flächendeckende und kostenseitig wettbewerbsfähige Bereitstellung von Wasserstoff ist ausschlaggebend für die Investitionsbereitschaft der Logistik in Wasserstofffahrzeuge. Die Studie zeigt Wege auf, wie Tankstellen kosten- und energieeffizient mit Wasserstoff versorgt werden könnten.“

Mit neun konkreten Handlungsempfehlungen adressiert die Studie den notwendigen Ausbau der H₂-Infrastruktur. Darunter fallen die Verzahnung der Planungen für H₂-Netze und das H₂-Tankstellennetz, die Einrichtung einer Plattform zur H₂-Bedarfserfassung, die Identifizierung potenzieller H₂-Hub-Standorte und die Schaffung von Betreibermodellen. Weitere Empfehlungen umfassen die Entwicklung von kosteneffizienten H₂-Aufreinigungsverfahren und eine frühzeitige Festlegung der Netzentgelte, die für die Planungssicherheit erforderlich sind.

Zur vollständigen Studie (PDF)