Erneuerbare Energien

Wasserstoff-Hubs: Warum Elektrolyse, Speicher und Abnehmer zusammenpassen müssen

EWE und VERBUND planen JadeWeser mit bis zu 500 Megawatt. Der Standort zeigt, wie eng Stromanschluss, Speicher, Transport und industrielle Nachfrage zusammenhängen.

Von Wolfgang

10. Okt. 20267 Min. Lesezeit

Konzeptionelle Illustration zum Thema Wasserstoff-Hubs: Warum Elektrolyse, Speicher und Abnehmer zusammenpassen müssen

Ein großer Elektrolyseur ist nur ein Teil eines Wasserstoffprojekts. Er benötigt Strom und Wasser, sein Produkt braucht einen Weg zu den Abnehmern, und die zeitlichen Abläufe müssen zusammenpassen. Genau diese Verbindungen machen einen Wasserstoff-Hub aus. Seine Aufgabe ist, Erzeugung, Speicherung, Transport und Nutzung als ein zusammenhängendes System zu organisieren.

EWE und VERBUND haben am 9. Oktober ihr gemeinsames Projekt CHC Elektrolyse JadeWeser vorgestellt. In der Wesermarsch planen sie bis zu 500 Megawatt Elektrolyseleistung und rund 50.000 Tonnen Wasserstoff pro Jahr. Eine Produktion könnte nach der Ankündigung ab 2032 beginnen. Träger soll eine gemeinsame Projektgesellschaft sein. EWE

Das Vorhaben lässt sich mit zwei früheren Entwicklungen verbinden. Die Anmeldung des Gemeinschaftsunternehmens wurde im Juni veröffentlicht. Die Bundesnetzagentur hatte bereits 2024 das Wasserstoff-Kernnetz genehmigt. Ein neuer industrieller Liefervertrag von EWE und tesa zeigt außerdem, wie ein konkreter Verbrauch an Erzeugung und Netzanschluss gebunden wird. Daraus ergibt sich eine praktische These: Die Verbindungen zwischen den Teilen entscheiden über den nutzbaren Wasserstoff ebenso wie die Größe der Anlage.

500 Megawatt und 50.000 Tonnen beschreiben unterschiedliche Dinge

Ein Elektrolyseur verwendet elektrische Energie, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufzuteilen. Die elektrische Leistung beschreibt, wie viel Energie pro Zeit aufgenommen werden kann. Eine Jahresmenge beschreibt dagegen, wie viel Produkt über einen längeren Zeitraum entsteht.

Deshalb müssen Megawatt und Tonnen pro Jahr getrennt betrachtet werden. Eine Anlage, die ihre volle Leistung viele Stunden nutzt, verarbeitet eine andere jährliche Energiemenge als eine Anlage mit wenigen Betriebsstunden. Auch die Eigenschaften des Verfahrens beeinflussen, wie viel Wasserstoff aus der eingesetzten Energie entsteht.

Ein eigenes Gedankenbeispiel verdeutlicht das. Zwei gleich große Anlagen können dieselbe maximale Leistung besitzen. Die erste arbeitet regelmäßig, die zweite hat längere Pausen. Ihre Jahresproduktion unterscheidet sich, obwohl auf dem Typenschild dieselbe Leistungsangabe steht. Für einen Abnehmer zählt aber gerade, welche Menge wann bereitgestellt werden kann.

Der Stromanschluss gehört zur Produktionsplanung

EWE nennt für den geplanten Standort gesicherte Flächen, Wasserverfügbarkeit und einen nahe gelegenen 380-Kilovolt-Netzanschluss mit Ausbauperspektive. Hinzu kommen die Nähe zum künftigen Wasserstoff-Kernnetz und zu Kavernenspeichern. Das Unternehmen beschreibt diese Umgebung als wesentlichen Standortvorteil. Standortkonzept JadeWeser

Die Bedeutung des Stromanschlusses wird aus dem Ablauf verständlich. Ein Elektrolyseur braucht elektrische Energie genau dann, wenn er produziert. Für seinen Betrieb muss daher geplant werden, welche Versorgung verfügbar ist und wie diese zum gewünschten Produktionsverlauf passt.

Eine hohe Anschlussleistung beschreibt eine Fähigkeit der Infrastruktur. Die wirtschaftliche Nutzung hängt zusätzlich von der tatsächlich eingesetzten Energie und dem Betriebsplan ab. Der Entwickler muss Strombezug, Anlagenauslastung und Wasserstofflieferung gemeinsam betrachten. Jeder Teil verändert die Möglichkeiten der anderen.

Elektrolyse, Wasserstoffspeicher, Netz und Industrie im Hub
Die verbundenen Teile erfüllen unterschiedliche Aufgaben im geplanten Wasserstoff-Hub. (Quelle: KI generiert)

Ein Speicher verbindet unterschiedliche Zeitabläufe

Stromerzeugung, Wasserstoffproduktion und industrieller Verbrauch müssen nicht in jeder Stunde demselben Verlauf folgen. Ein Speicher kann zwischen ihnen vermitteln. Er nimmt Wasserstoff auf, wenn mehr produziert als unmittelbar benötigt wird, und stellt ihn später wieder bereit.

Man kann sich einen Industrieprozess mit einem vergleichsweise gleichmäßigen Bedarf vorstellen. Der vorgelagerte Elektrolyseur arbeitet dagegen nach einem anderen Plan. Ohne einen Zwischenraum müssten beide Abläufe enger aufeinander abgestimmt werden. Mit Speicher entstehen zusätzliche Möglichkeiten, Produktion und Lieferung zeitlich zu verschieben.

Der Speicher verändert also die Flexibilität des Systems. Wie viel davon nutzbar ist, hängt von seiner Kapazität und den möglichen Ein- und Ausspeiseraten ab. Ein großer Vorrat und eine hohe kurzfristige Lieferleistung beschreiben wiederum verschiedene Eigenschaften. Für einen Hub müssen beide zur geplanten Nutzung passen.

Das Netz verbindet einen Standort mit einem Markt

Die Bundesnetzagentur genehmigte 2024 ein Kernnetz mit 9.040 Kilometern Leitungen, die schrittweise bis 2032 in Betrieb gehen sollen. Es soll wichtige Erzeugungs- und Verbrauchsregionen sowie Speicher und Importkorridore verbinden. Die Genehmigung bildet die Grundlage für den weiteren Aufbau der Transportinfrastruktur. Bundesnetzagentur

Für ein einzelnes Projekt bedeutet eine Netzverbindung Zugang zu weiteren möglichen Abnehmern. Der Zusammenhang ist ähnlich wie bei anderen Leitungsnetzen: Eine lokal erzeugte Menge kann über die Verbindung an einen anderen Ort gelangen. Der konkrete Anschluss und seine verfügbare Kapazität bestimmen, wie dieser Weg genutzt werden kann.

Auch hier zählt die Zeit. Wenn Erzeugung und Verbrauch früher fertig werden als der benötigte Transportweg, muss der Ablauf angepasst werden. Wenn das Netz bereitsteht, aber die Anlage später beginnt, verändert sich ebenfalls die Nutzung. Die gemeinsame Jahresplanung ist deshalb nur ein Teil der Aufgabe; die einzelnen Inbetriebnahmen müssen zusammenpassen.

Ein Liefervertrag macht die Verbindung konkreter

Der Vertrag von EWE und tesa vom 6. Oktober betrifft ein anderes Projekt: Wasserstoff aus der geplanten 320-Megawatt-Anlage in Emden soll ab 2028 jährlich 500 Tonnen für das Hamburger Werk liefern. Dort ist der Einsatz für die Dampferzeugung vorgesehen. Die Verbindung soll über das Kernnetz und das Hamburger Industrienetz HH-WIN erfolgen. EWE und tesa

Das Beispiel zeigt eine Kette mit benannten Aufgaben. Der Erzeuger plant eine Menge, der Abnehmer bereitet seine technische Nutzung vor, und der Transportweg verbindet beide. Der Vertrag gibt diesen Teilen einen gemeinsamen Bezug. Die Anlage in JadeWeser ist davon getrennt und besitzt eine spätere geplante Perspektive.

Die Frage nach der Nachfrage wird dadurch greifbarer. Ein möglicher Markt ist breit beschrieben. Ein konkreter Prozess benötigt dagegen eine bestimmte Menge, eine passende Lieferung und eine technische Umstellung. Für die Planung sind diese Angaben hilfreicher als die allgemeine Erwartung, dass Wasserstoff künftig wichtig sein wird.

Ein Lieferprofil macht aus der Jahresmenge einen Ablauf

Ein eigenes Vergleichsbeispiel sind zwei Abnehmer mit gleicher Jahresmenge. Der erste braucht jeden Tag ähnlich viel Wasserstoff. Der zweite konzentriert seine Nutzung auf wenige Zeiträume. Für die Erzeugung und den Transport entstehen dadurch unterschiedliche Aufgaben, obwohl der Gesamtverbrauch gleich ist.

Ein Hub muss deshalb mehr kennen als die Summe am Jahresende. Benötigt werden Angaben zum zeitlichen Bedarf, zu möglichen Unterbrechungen und zu den Spielräumen der beteiligten Teile. Ein Speicher kann eine Verbindung flexibler machen, muss dafür aber ausreichend Wasserstoff zum passenden Zeitpunkt aufnehmen oder abgeben können.

Auch die Anzahl der Abnehmer verändert den Ablauf. Mehrere unterschiedliche Verbrauchsprofile können sich ergänzen oder zeitlich überlagern. Der Betreiber muss ihre gemeinsame Wirkung betrachten. Eine zusätzliche Verbindung kann neue Möglichkeiten eröffnen und zugleich eine neue Abstimmungsaufgabe erzeugen.

Diese Betrachtung hilft auch beim Lesen künftiger Projektmeldungen. Ein benannter Abnehmer, ein vorgesehener Anschluss und ein Lieferbeginn beantworten jeweils eine konkrete Frage der Kette. Je mehr dieser Beziehungen ausgearbeitet sind, desto deutlicher wird, wie die geplante Produktion tatsächlich genutzt werden soll. Die Größe des Elektrolyseurs ist dafür ein Ausgangspunkt, das gemeinsame Betriebsprofil der nächste.

Warum Größe allein den Nutzen nicht festlegt

Ein Gegenargument zum integrierten Hub lautet, dass die Verbindung vieler Teile zusätzliche Abhängigkeiten erzeugt. Das trifft die Planungsaufgabe: Jede Verbindung muss zuverlässig organisiert werden. Ein kleineres Vorhaben mit einem nahe gelegenen Abnehmer kann einen anderen Weg wählen als ein großer Standort mit mehreren Transport- und Speicherbeziehungen.

Außerdem gehört die Auswahl der Nutzung zum Gesamtbild. Wo sich eine Aufgabe direkt mit Strom erledigen lässt, ist der Weg über einen zusätzlichen Energieträger eine andere technische Lösung. Wasserstoff muss deshalb zur konkreten Anwendung passen. Die passende Antwort entsteht aus dem Prozess und seinen Anforderungen.

JadeWeser zeigt, wohin sich große Projekte orientieren: Sie bündeln Erzeugung, Standort und Infrastruktur. Der gemeinsame Unternehmensrahmen war bereits im Juni in der EU-Anmeldung sichtbar. EUR-Lex Für den weiteren Verlauf zählen nun die tatsächlichen Projektentscheidungen und die abgestimmten Verbindungen. Ein Hub wird nutzbar, wenn aus seinen einzelnen Teilen ein verlässlicher Weg vom Strom zur industriellen Anwendung entsteht.

Quellen

Für diesen Artikel wurden KI-gestützte Recherche- und Editierwerkzeuge verwendet. Der Inhalt wurde redaktionell geprüft.