Wind im Tank

Von Daniel Hautmann

Sektorenkopplung. Die ganze Energiewelt redet von der Sektorenkopplung. Es ist das Zauberwort für den Weg in eine CO₂-freie Zukunft – eine Welt, in der nicht nur die Stromerzeugung, sondern auch alle anderen Bereiche wie Industrie, Verkehr und Wärmeversorgung ohne Treibhausgase auskommen. Dazu, so die Idee, müssen die Sektoren miteinander gekoppelt werden: Ökostrom soll künftig zur zentralen Energiequelle werden, in Elektrogeräten, in den Fabriken, auf den Straßen, in unseren Heizungen, überall. Fossile Brennstoffe wie Öl, Kohle und Gas, die heute noch fast 80 Prozent des deutschen Energiebedarfs decken, wären dann nahezu überflüssig.

Während alle Welt noch darüber redet, wie die Sektorenkopplung funktionieren kann, ist man in Schleswig-Holstein schon einen Schritt weiter. Dort wird die klimaneutrale Zukunft bereits unter realen Bedingungen erprobt. „Westküste 100“ nennt sich das Zukunftsprojekt. Es ist das erste von 20 sogenannten Reallaboren der Energiewende, die die Bundesregierung 2019 geschaffen hat.

Wasserstoff aus Ökostrom: Das ist die Grundlage des Projekts Westküste 100

„Die Zahl 100 steht für die 100-prozentige Versorgung mit erneuerbaren Energien“, erklärt Projektleiter Jürgen Wollschläger gegenüber EnergieWinde. Er ist zugleich der Chef der Raffinerie Heide, die gut zehn Kilometer von der schleswig-holsteinischen Nordseeküste entfernt liegt. Es ist eine Region, in der es Ökostrom im Überfluss gibt – und zwar im wahrsten Sinne des Wortes: Die Hunderte von Windrädern, die hier und vor der Küste auf See stehen, erzeugen oft mehr Energie, als über die Stromleitungen abtransportiert werden kann. In solchen Zeiten müssen Windparks abgeschaltet werden, damit die Netze nicht kollabieren.

Doch weil den Betreibern der Windräder damit Umsätze entgehen, werden sie entschädigt. Deutschlandweit beliefen sich die Kosten für diese Zwangsabschaltungen, im Fachjargon Einspeisemanagement genannt, im vergangenen Jahr auf satte 710 Millionen Euro. Sie werden auf die Netznutzungsentgelte umgelegt und damit von den Verbrauchern getragen.

Westküste 100 soll dabei helfen, mit dieser teuren Verschwendung von Ökostrom Schluss zu machen. Statt die Windräder ausgerechnet dann stillzulegen, wenn sie bei starkem Wind auf Hochtouren laufen, sollen sie die Raffinerie und weitere Partner im Projekt Westküste 100 versorgen. Um den Strom dort nutzbar zu machen, muss er allerdings zunächst in Wasserstoff umgewandelt werden. Dem farb- und geruchlosen Gas kommt eine entscheidende Bedeutung in der Energiewende zu – es ist die Grundlage zahlreicher Projekte und Ideen zur Umsetzung der Sektorenkopplung.

Raffinerien, Zementwerke, Stahlhersteller: Sie alle dürsten nach Ökostrom

Das hat auch die Bundesregierung erkannt und deshalb im Juni eine Nationale Wasserstoffstrategie beschlossen. Darin wird Wasserstoff als Energieträger der Zukunft im Energiesystem verankert. Das Projekt in Schleswig-Holstein fördert der Bund mit 30 Millionen Euro. „Solche Projekte helfen uns, die Technologieführerschaft für das Thema Wasserstoff zu übernehmen“, sagt Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier. Deutschland ist auf diesem Weg allerdings nicht allein. In Dänemark etwa ist ebenfalls ein gewaltiges Wasserstoffprojekt mit der Ostseeinsel Bornholm als Knotenpunkt geplant.

Zum deutschen Projekt Westküste 100 haben sich zehn Partner zusammengeschlossen. Neben der Raffinerie Heide sind darunter etwa der Zementhersteller Holcim, der im nahegelegenen Lägerdorf ein Werk betreibt, und der Stahlkonzern Thyssenkrupp. Die Unternehmen verbindet die Notwendigkeit, ihren hohen CO₂-Ausstoß in den Griff zu bekommen. Das Projekt ist deshalb von zentraler Bedeutung für die Unternehmen: Es ermöglicht ihnen, unter realen Bedingungen ihre Dekarbonisierung zu erproben.

Der Wasserstoff kann unterirdisch gespeichert werden – oder ins Gasnetz fließen

Die Planungsphase dazu läuft seit August. Die Inbetriebnahme eines Elektrolyseurs mit einer Leistung von 30 Megawatt zur Erzeugung von Wasserstoff wird für 2023 anvisiert. Geplant ist zudem, den Wasserstoff in unterirdischen Kavernen zu speichern, um so unabhängig von schwankenden Windstrommengen einen kontinuierlichen Produktionsprozess zu ermöglichen. Teile des erzeugten Wasserstoffs sollen überdies über eine neue Pipeline in das Erdgasnetz der Stadtwerke Heide gespeist werden. In einem weiteren Schritt wird eine Wasserstofftankstelle beliefert.

Die Projektpartner arbeiten eng verzahnt. Bei der Zementproduktion etwa wird selbst dann CO₂ frei, wenn ausschließlich Ökostrom zum Einsatz kommt. Das CO₂ muss allerdings nicht einfach in die Atmosphäre geblasen werden. Es lässt sich auch in einer Raffinerie als Grundstoff für die Herstellung synthetischer Treibstoffe nutzen.

„Für die perspektivische Treibstoffherstellung werden Wasserstoff aus der Elektrolyse und unvermeidbares CO₂ aus der regionalen Zementproduktion im Holcim-Werk Lägerdorf für den Herstellungsprozess eingesetzt“, sagt Thorsten Hahn, CEO von Holcim Deutschland. „Für uns als Baustoffproduzent ist Westküste 100 ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zur Dekarbonisierung der Zementproduktion.“

Ab 2025 ist die Elektrolyse im Großmaßstab geplant. Die Basis: Offshore-Wind

Die Erfahrungen der ersten Projektphase sind Grundlage für die nächste Skalierungsstufe. Die Vision aller Partner ist der Bau einer 700-Megawatt-Elektrolyse-Anlage ab 2025. Basis dafür soll dann Strom aus Offshore-Windparks sein. Keine andere erneuerbare Energiequelle liefere so zuverlässig große Mengen an grünem Strom für die Elektrolyse, sagt Volker Malmen, Geschäftsführer von Ørsted Deutschland. Das Unternehmen, das auch das Portal EnergieWinde finanziert, ist ebenfalls an Westküste 100 beteiligt.

In dieser Phase sollen dann auch die bei der Elektrolyse entstehende Abwärme und der Sauerstoff verwendet werden. Außerdem ist die Produktion klimafreundlicher Treibstoffe für Flugzeuge vorgesehen. Es wäre ein Meilenstein auf dem Weg zu einer kompletten Sektorenkopplung.