Grünes Gas im Hamburger Netz

Bis 2050 will Hamburg die CO2-Emissionen schrittweise um 80 Prozent reduzieren (bezogen auf das Basisjahr 1990). Gasnetz Hamburg unterstützt die Stadt, diese Ziele zu erreichen. Das Unternehmen leistet einen erheblichen Beitrag zum Klimaschutz. Im Gasnetz fließt schon heute der größte Teil von Hamburgs Energie. Wasserstoff – chemisch H2 genannt – wird das Netz zusammen mit anderen grünen Gasen zum Rückgrat der städtischen Energiewende machen. Davon profitieren alle: Bürger, Wirtschaft, das Klima und sogar der Arbeitsmarkt. In unserer interaktiven Wasserstoff-Karte wird die Energie-Zukunft der Stadt greifbar: Als Energie für Haushalte und Industrie, für Mobilitätslösungen vom Pkw bis zum Verkehrsflugzeug und als Grundstoff für unterschiedlichste Industrien.

Wasserstoff: Energie von morgen

Netz-Evolution für die Energie-Revolution

Die Gasnetz Hamburg GmbH gehört seit Anfang 2018 zu 100 Prozent der Freien und Hansestadt Hamburg. Auf den ersten Blick scheinen Rohrleitungen wenig zukunftsweisend. Aber das 7.900 Kilometer lange Netz hat es in sich: Es könnte von Hamburg bis Peking reichen – würde es in Hamburg nicht dringend für die Energiewende gebraucht. Denn mit 160.000 Anschlüssen beliefert es 230.000 Unternehmen und Haushalte mit Gas. Die pro Jahr transportierte Energiemenge beträgt 20 Mio. Kilowattstunden – fast doppelt so viel wie durchs Stromnetz der Hansestadt fließt. Im Gegensatz zur Elektrizität lässt sich Gas auch in großen Mengen im Netz speichern – gleichsam in der H2 Speicherstadt. 

Für die Energiewende macht Gasnetz Hamburg das Netz zukunftsfähig, so dass Wasserstoff zunächst beigemischt und in Zukunft vollständig durch die Röhren fließt. In kleinen Evolutionsschritten können Verbraucher dann ihre Gasgeräte für den neuen Brennstoff umrüsten. Für das grüne Gas stellen die rund 500 Mitarbeiter des Unternehmens viele Prozesse und Technologien um. Druck-Regelanlagen, die zwischen den Niederdruck-, Mitteldruck- und Hochdruckleitungen arbeiten, müssen für den neuen Brennstoff ebenso angepasst werden, wie Abrechnungsmodelle und Einspeiseanlagen. So kommt die Energie-Revolution, Schritt für Schritt.

 

Hamburg CO₂-neutrale Zukunft: Kraftquelle grünes Gas.

Für Metropolregionen wie Hamburg ist der Klimaschutz eine besondere Herausforderung: Hier gibt es große industrielle Energieverbraucher, eine hohe Verkehrsdichte auf Wasser, Straßen und in der Luft. Darüber hinaus müssen Millionen Haushalte geheizt und ein gewaltiger Güterumschlag im größten deutschen Seehafen bewältigt werden. 

Wind- und Solarstrom leisten schon heute einen wichtigen Beitrag für eine nachhaltige Stromversorgung. Doch die größte Energiemenge fließt in Hamburg durchs Gasnetz. Neben klassischem Erdgas strömt bereits heute verstärkt Bio-Methan ins Netz, das unter anderem aus dem Klärschlamm der Hamburger Haushalte gewonnen wird. Über Gasfernleitungen kommen darüber hinaus weitere Grüngas-Einspeisungen ins Netz.

Wasserstoff ist der Innovationsträger im traditionellen Netz. Er kann Haushalte und Industrie gleichermaßen versorgen, beflügelt Mobilität und industrielle Prozesse. Sein Klimavorteil liegt auf der Hand: H₂ lässt sich als erneuerbare Energie in einem umweltfreundlichen Elektrolyse-Prozess herstellen. Bei der Verbrennung bleibt lediglich Wasserdampf zurück.

 

Warum Wasserstoff die Zukunftsenergie ist

Erneuerbare Energien aus Wind und Sonne schwanken – so wie eben auch der Wind und die Sonneneistrahlung. Doch Stromnetze laufen nur dann stabil, wenn die Einspeisung und der Verbrauch zu jedem Zeitpunkt übereinstimmen. Im Gasnetz hingegen spielen kleinere Druckschwankungen keine Rolle: Das Netz selbst ist ein großer Speicher und gleicht Schwankungen mühelos aus. Eine Koppelung der Netze für Gas und Strom ist daher technisch wie wirtschaftlich und ökologisch gleichermaßen sinnvoll. Denn Strom lässt sich in Wasserstoff wandeln und beliebig im Gasnetz zwischenspeichern. Ob dann BHKWs, Brennstoffzellen oder Großkraftwerke bei Bedarf wieder Strom daraus herstellen oder der Wasserstoff in Industrie oder Gebäuden eingesetzt wird – die erneuerbar erzeugte Energie bleibt so erhalten.

Hamburg nutzt als Eigentümer der Netze für Gas, Strom und Wärme seine einzigartige Chance, die urbane Energiewende nachhaltig zu gestalten. Denn die Stadt bietet hervorragende Voraussetzungen, um die Energieströme in den Netzen zu koppeln. Mit der Wasserstoff-Technologie etabliert die Stadt gleichzeitig eine Zukunftsindustrie.

Denn H2-Klimaschutz macht die Hansestadt zu einer Modellregion: Schritt für Schritt baut Gasnetz Hamburg die Infrastruktur der Zukunft aus. Zunächst profitieren H2-Quartiere und Industrie – aber auch der Autoverkehr und die Seefahrt. Dann folgt die ganze Stadt und mit ihr alle Bürgerinnen und Bürger. Nach Berechnungen des Branchenverbandes DVGW spart eine einzige Power-to-Gas-Anlage mit 1 Megawatt Eingangsleistung bei 3.500 Volllaststunden rund 715 Tonnen CO2 pro Jahr ein. In einem energiewirtschaftlichen Gutachten hat der Verband sowohl die Wirkung dieser Technologie auf das Klima als auch seine Stabilisierungsfunktion für das deutsche Energiesystem nachgewiesen.

Netzabschnitte nehmen die Zukunft vorweg

Neubauquartiere und Industrieareale eigenen sich besonders, um den Einsatz von reinem Wasserstoff im Gasnetz zu testen. Gasnetz Hamburg setzt dort auf räumlich begrenzte Netzabschnitte, die – gleichsam als Speerspitze der Energie-Revolution – mit reinem Wasserstoff versorgt werden. Hier erzeugen Brennstoffzellen und Blockheizkraftwerke Strom und Wärme, Wasserstofftankstellen dienen Anwohnern und dem Nahverkehr als Treibstoffquelle. So werden Haushalte und Verkehr emissionsfrei. Handwerksunternehmen und im Quartier angesiedelte Betriebe profitieren von modernster Technik ohne Schadstoffemission.

Wasserstoff ist auch Grundlage vieler industrieller Prozesse. Nicht nur als Brennstoff der Stahlproduktion, sondern auch zur Ammoniak-Herstellung hat H2 eine zentrale Bedeutung. Darüber hinaus gilt das Gas als Basis für alternative Treibstoffe, die derzeit für Schiffsantriebe und Flugzeugtriebwerke entwickelt werden. In begrenzten Teilnetzen werden auch solche Unternehmen von Anfang an Teil der Hamburger Energiewende. Angeschlossen an die Wasserstoffwirtschaft der Zukunft können sie schon heute Produkte für morgen entwickeln – eine perfekte Startbedingung in künftige Märkte. In Hamburg gilt u. a. der Flughafen, der bereits bis 2022 einen klimaneutralen Betrieb erreichen will, als idealer Standort für ein solches Wasserstoff-Teilnetz. Es würde zunächst H2-Tankstellen für Fahrzeuge innerhalb und außerhalb des Flugfelds versorgen und könnte zugleich die Gebäude des Areals klimafreundlich mit grünem Wasserstoff versorgen.

Das ist grünes Gas

Grünes Gas bezeichnet unterschiedliche gasförmige Energieträger, die eine Eigenschaft gemeinsam haben: Bei ihrer Verbrennung entsteht nicht mehr CO2, als bei ihrer Produktion der Atmosphäre entnommen wurde. Das macht sie praktisch klimaneutral.

Bio-Methan lässt sich in Biogasanlagen aus Biomasse erzeugen. Das sind organische Abfälle, Pflanzen, Abwässer und andere organische Reststoffe. Es entsteht aber auch natürlich als Komponente des Biogases in sauerstofflosen Schichten unter der Erdoberfläche – etwa in Mooren und Sümpfen. Der Vorteil von Bio-Methan ist, dass es in seinen Brenneigenschaften nahezu vollständig die Qualität von Erdgas erreicht. Es kann daher problemlos in Gasnetzen mit fossilem Gas vermischt werden.

Wasserstoff lässt sich synthetisch aus erneuerbarem Strom erzeugen. In großen und sehr flexiblen Elektrolyseanlagen (Power-to-Gas) spaltet eine elektrochemische Reaktion Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff.

Methanisierung ist ein zweiter Prozessschritt. Er bindet klimaschädliches CO2. Es reagiert mit dem Wasserstoff zu Methan. Auch dabei entsteht ein Brenngas, das alle Eigenschaften des klassischen Erdgases besitzt.