In den letzten zehn Jahren hat die Forschung an Wasserstoff als Energieträger an Bedeutung gewonnen. Ein zentrales Projekt in diesem Bereich ist das Forschungsprojekt „H₂INFRA – H₂-Infrastruktur“, welches die Eignung bestehender Gasnetze für den Transport von Wasserstoff untersucht. In einer Kooperation zwischen der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig), dem Deutschen Institut für Normung (DBI) und MITNETZ GAS wurde in Bitterfeld-Wolfen, dem sogenannten Wasserstoffdorf, eine umfangreiche Testinfrastruktur eingerichtet. Diese Initiative zielt darauf ab, die Herausforderungen und Möglichkeiten der Wasserstoffversorgung umfassend zu analysieren und aufzuzeigen.
Wasserstoff wird als Schlüsselressource für die Transformation des Energiesystems angesehen. Um jedoch sicherzustellen, dass Wasserstoff effizient und sicher in Haushalte, Gewerbe und Industrie transportiert werden kann, müssen zahlreiche technische und ökologische Fragestellungen geklärt werden. Robert Huhn, Professor für Gas- und Wärmenetze an der HTWK Leipzig, erklärt, dass es unerlässlich ist, das Verhalten der bestehenden Gasnetzkomponenten im Dauerbetrieb mit Wasserstoff zu erforschen und gleichzeitig die Gasqualität sicherzustellen. Die Fragen nach der langfristigen wirtschaftlichen und ökologischen Sinnhaftigkeit der Infrastruktur stehen ebenfalls im Mittelpunkt der Forschung.
Das H₂INFRA-Projekt begann im Jahr 2022 und wird bis 2025 laufen, und es ist eine Fortsetzung des 2016 gestarteten Projekts H2-Netz. Diese langfristige Zusammenarbeit hat nun die Möglichkeit geschaffen, auf eine Dekade gemeinsamer Forschung im Bereich Wasserstoffversorgung zurückzublicken. Ein zentrales Element von H₂INFRA ist die Untersuchung eines Wasserstoff-Verteilnetzes unter realistischen Betriebsbedingungen. Während der gesamten Projektlaufzeit wurden wichtige Betriebsparameter wie Druck, Temperatur und Volumenstrom kontinuierlich überwacht.
Darüber hinaus haben die Forscher neue Komponenten aus dem Erdgasbereich sowohl im Labor als auch an einem speziellen Komponentenversuchsstand auf ihre Eignung für Wasserstoff getestet. Im sogenannten Forschungspavillon auf dem Testfeld wurde eine vollständige Hausinstallation mit einer Wasserstofftherme eingerichtet, die zwei Jahre im Dauerbetrieb getestet wurde. Auch Materialproben von Rohrleitungen wurden hinsichtlich ihrer Struktur, Alterung und mechanischen Eigenschaften analysiert. Sicherheitstechnische Komponenten, wie Gasströmungswächter, sowie verschiedene Absperrtechnologien wurden ebenfalls erprobt.
Ein wesentliches Ergebnis der Untersuchungen zeigt, dass die Umstellung auf Wasserstoff eine sorgfältige Betrachtung der eingesetzten Materialien und Komponenten erfordert. Die Tests zur äußeren Dichtheit ergaben, dass nahezu alle getesteten Komponenten für die Nutzung in Wasserstoffinfrastrukturen geeignet sind. Ein weiterer wichtiger Aspekt war die Wasserstoffqualität, insbesondere für Anwendungen wie Brennstoffzellen, die hohe Anforderungen an die Reinheit des Gases stellen. Hierbei wurden verschiedene potenzielle Quellen von Verunreinigungen identifiziert und Maßnahmen zur Minimierung dieser Störstoffe abgeleitet.
Neben technischen Aspekten wurde im Rahmen von H₂INFRA auch eine Ökobilanz der Wasserstoff-Wertschöpfungskette erstellt. Die Forschung ergab, dass der für die Elektrolyse genutzte Strom eine entscheidende Rolle für die Treibhausgasbilanz der Wasserstoffproduktion spielt. Die Untersuchung zeigt, dass die Elektrolyse mit Windstrom die niedrigsten Treibhausgasemissionen zur Folge hat, während auch „grüner“ Wasserstoff nicht automatisch emissionsfrei ist, da entlang der gesamten Wertschöpfungskette weitere Umweltwirkungen auftreten können.
Die zehnjährige Forschungskooperation zwischen HTWK Leipzig, DBI und MITNETZ GAS hat mit dem Projekt H2-Netz begonnen und wurde mit H₂INFRA weitergeführt, um die Langzeitverhalten von Komponenten, Gasqualität, Sicherheit und Ökobilanz zu untersuchen. Die Forschung setzt sich nun fort mit neuen Projekten wie SafeH2Supply und GreenH2Supply, die sich mit der sicheren Wasserstoffversorgung und der Umstellung bestehender Erdgasnetze auf Wasserstoffbetrieb beschäftigen.
Das Wasserstoffdorf in Bitterfeld-Wolfen bietet zudem regelmäßig Führungen an, um der Öffentlichkeit die Fortschritte und Ergebnisse der Forschung näherzubringen. Die nächsten Termine sind bereits geplant, und Interessierte können sich anmelden, um mehr über die Zukunft der Wasserstoffversorgung zu erfahren. Die umfassenden Erkenntnisse aus diesem Forschungsprojekt legen den Grundstein für eine sichere, wirtschaftliche und umweltfreundliche Wasserstoffinfrastruktur der Zukunft.
