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Eine neue Studie des Westfälischen Energieinstituts (WEI) zeigt: Ohne massive zusätzliche Untergrundspeicher droht die Wasserstoffstrategie – und damit ein Erreichen der Energiewendeziele bis 2045 – an strukturellen Sachzwängen zu scheitern. Der Markt allein wird diese Infrastruktur nicht bereitstellen.
Wasserstoff ist ein zentraler Baustein der Energiewende. Doch eine aktuelle Studie des Westfälischen Energieinstituts (WEI) aus Gelsenkirchen zeigt: Die Rolle von Wasserstoffspeichern wird erheblich unterschätzt.
Ausgangspunkt ist eine systematische Auswertung des Erdgasaufkommens: Deutschlands exportbereinigte Nettoimporte verlaufen über das Jahr relativ konstant, während der Verbrauch stark zwischen Sommer und Winter schwankt. Diese Differenz gleichen heute große Untergrundspeicher aus, die zugleich als Energiereserve bei Importstörungen dienen. Dieses Prinzip gilt auch für eine künftig stark importabhängige Wasserstoffwirtschaft.
Auf Basis der Szenarien des Nationalen Wasserstoffrats errechnet die Studie einen Speicherbedarf von 175 bis 315 Terawattstunden (TWh). Energetisch entspricht das etwa den heutigen Erdgasreserven von rund 250 TWh. Aufgrund der deutlich geringeren volumetrischen Energiedichte von Wasserstoff wäre jedoch etwa das Fünffache des heutigen Speichervolumens erforderlich. Das heißt: Für die gleiche Energiemenge müssten deutlich mehr Salzkavernen geschaffen und bestehende Strukturen umfassend umgewidmet werden – mit entsprechend höherem Flächen- und Investitionsbedarf.
Der Gesamtbedarf setzt sich aus saisonalem Speicherbedarf und einer strategischen Reserve zur Abfederung mehrwöchiger Importstörungen zusammen. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geht im „Weißbuch Wasserstoffspeicher“ hingegen von lediglich 80 TWh saisonaler Speicherung aus. Ein historischer Vergleich verschärft das Bild: Um die notwendigen Kapazitäten bis 2045 zu erreichen, müsste die jährliche Ausbaurate etwa das Zehnfache des historischen Ausbaus der Erdgasspeicher betragen.
Zwar existieren geeignete geologische Salzstrukturen. Doch viele angekündigte Projekte verfügen noch über keine finale Investitionsentscheidung. Die Studie kommt daher zum Schluss: Speicher sind strategische Infrastruktur – keine kurzfristigen Marktprojekte. Die Speicherfrage ist eine nationale Infrastrukturaufgabe und lässt sich weder durch Importlogistik noch durch ausländische Speicherinfrastruktur ersetzen. Ohne klare politische Rahmensetzung und staatliche Unterstützung dürfte der Ausbau kaum gelingen.
Der Autor der Studie, Prof. Dr.-Ing. Markus J. Löffler vom Westfälischen Energieinstitut, betont: „Der zu erwartende Mangel an Wasserstoffspeichern wird die Energiewende gemäß heutigen Planungen ausbremsen.“
Die vollständige Langfassung der Studie ist auf der Website des Westfälischen Energieinstituts abrufbar: http://w-hs.de/wei/aktuelles/aktuelle-beitraege-zur-energiewende/
Zur Person:
Prof. Dr.-Ing. Markus J. Löffler ist Mitglied des Westfälischen Energieinstituts in Gelsenkirchen.
Kurzfassung – Neun Kernpunkte der Studie:
- Deutschland wird im Jahr 2045 in erheblichem Umfang auf Wasserstoffimporte angewiesen sein.
- Die im BMWK-Weißbuch genannte saisonale Speichergröße von 76 − 80 TWh bildet nur einen Teilaspekt der Systemanforderungen ab.
- Die Analyse der heutigen Erdgasversorgung zeigt: Importströme verlaufen vergleichsweise konstant, der Verbrauch ist stark saisonal.
- Die saisonale Differenz wird primär durch Speicher ausgeglichen, nicht durch saisonal modulierte Importe.
- Importaufkommen reagieren mit zeitlicher Trägheit; kurzfristige Anpassungen sind strukturell begrenzt.
- Überträgt man diese Systemstruktur auf ein zukünftiges Wasserstoffsystem, ergeben sich zwei Speicherfunktionen: Reservespeicher + Saisonalspeicher.
- Die additive Betrachtung beider Funktionen führt zu einem erforderlichen Gesamtspeicherbedarf von 175 − 315 TWh (Mittelwert ≈ 230 TWh). Diese Größenordnung liegt deutlich über den bisher häufig genannten Werten unter 100 TWh.
- Der historische Ausbau von Erdgas-Arbeitsgasspeichern folgte einer mehrdekadigen logistischen Hochlaufkurve; ein vergleichbarer Wasserstoffausbau ist ein langfristiges Infrastrukturprojekt. Ein stark importabhängiges Wasserstoffsystem ohne entsprechend dimensionierte nationale Speicherinfrastruktur erhöht die strukturelle Verwundbarkeit gegenüber externen Risiken erheblich.
Westfälisches Energieinstitut
Prof. Dr.-Ing. Markus J. Löffler
Mail: markus.loeffler@w-hs.de
https://www.w-hs.de/wei/aktuelles/aktuelle-beitraege-zur-energiewende/ (Übersicht Publikationen des WEI)
Studie: Wasserstoffspeicherung im Jahr 2045 als Konsequenz einer grünen Wasserstoffwirtschaft
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Wirtschaftsvertreter, Wissenschaftler, jedermann
Elektrotechnik, Energie, Wirtschaft
überregional
Forschungsergebnisse
Deutsch
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