Newsblog: Grüner Heizen in Heide – Teil des Reallabors WESTKÜSTE100

Energiewende konkret: die Stadtwerke Heide und Thüga starten ein Modellvorhaben für umweltfreundliches Heizen. Dafür soll schrittweise Wasserstoff (H2) in einen Abschnitt des Gasnetzes eingespeist und so der CO2-Ausstoß signifikant gesenkt werden. Das Projekt ist Teil des Reallabors WESTKÜSTE100, das die Region Heide zum Vorreiter für die Dekarbonisierung von Industrie und Wärmemarkt macht.

//Update5//22.11.2023

 Elektrolyseur für WESTKÜSTE100 wird nicht gebaut

• H2 Westküste GmbH, das im Rahmen von WESTKÜSTE100 gegründete Joint Venture, wird keine positive Investitionsentscheidung für den geplanten Elektrolyseur treffen

• Entscheidung erfolgt nach eingehender Prüfung der Wirtschaftlichkeit und damit einhergehender Risiken

Seit August 2020 arbeiteten die Raffinerie Heide, Ørsted Deutschland und Hynamics Deutschland gemeinsam in dem Joint Venture H2 Westküste GmbH an Planung, Bau und Inbetriebnahme einer 30-MW-Elektrolyseanlage zur Erzeugung grünen Wasserstoffs mittels Stroms aus erneuerbaren Energiequellen. Dafür stand man im engen Austausch mit dem Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) sowie dem Projektträger Jülich.

Nach intensiver Prüfung aller Rahmenbedingungen hat das Joint Venture bekannt gegeben, dass es keine positive Investitionsentscheidung getroffen hat. Grund dafür sind insbesondere die gestiegenen Investitionskosten und damit einhergehende große wirtschaftliche Risiken.

Ob und in welcher Form möglicherweise weitere Teile des Projektes WESTKÜSTE100 fortgeführt werden, entscheiden die Konsortialpartner von WESTKÜSTE100 in enger Abstimmung mit dem Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) und dem Projektträger Jülich. Die Zukunft des Teilprojekts „Grüner Heizen“ evaluieren derzeit Thüga und Stadtwerke Heide, ebenfalls in Abstimmung mit dem Fördermittelträger.

//Update 4//05.06.2023

Stadtwerke Heide, Thüga und Entwicklungsagentur wollen Elektrolyseur in Betrieb nehmen

Das Reallabor WESTKÜSTE100 kommt voran: Für das Teilprojekt „Grüner Heizen“ soll vorläufig ein Elektrolyseur der Entwicklungsagentur Region Heide grünen Wasserstoff für die Beimischung in einen Abschnitt des Gasnetzes der Stadtwerke Heide liefern.  

Ein vorhandener Elektrolyseur mit einer Leistung von 312 Kilowatt im Besitz der Entwicklungsagentur Region Heide soll das Wasserstoff-Einspeisevorhaben von Thüga und Stadtwerke Heide (SWH) beschleunigen. Für den geplanten 30-Megawatt-Elektrolyseur konnte das Projektkonsortium von WESTKÜSTE100 wegen regulatorischer Unklarheiten in der Gesetzgebung noch keine finale Investitionsentscheidung treffen. Das Konsortium hat sich deshalb dafür ausgesprochen, die entstehenden Verzögerungen für das Teilprojekt „Grüner Heizen“ aufzufangen und den benötigten Wasserstoff übergangsweise mit einem vorhandenen Elektrolyseur zu produzieren.

Dieser 312-KW-Elektrolyseur im Besitz der Entwicklungsagentur Region Heide wird Wasserstoff produzieren, den die Stadtwerke Heide in einen Abschnitt des Gasnetzes einspeisen.

Der Elektrolyseur steht bereits auf dem Gelände der Stadtwerke Heide. Er wurde der Entwicklungsagentur Region Heide (EARH) im Rahmen der technologischen Projektinitiative ENTREE100 als Forschungselektrolyse vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg aus Stuttgart übertragen. Der Elektrolyseur wird von WESTKÜSTE100, QUARREE100 und auch SYSTOGEN100 genutzt und von den Stadtwerken betrieben. 

Wasserstoff-Einspeisung bereits im nächsten Jahr

Ab der Heizperiode 2024/25 gelangt der Wasserstoff über eine neue Einspeiseanlage bei SWH mit einem Anteil von bis zu 20 Volumenprozent ins Bestandsnetz. Rund 200 Haushalte in Heide werden dann mit einem Erdgas-Wasserstoffgemisch versorgt. Der geplante 30-MW-Elektrolyseur auf dem Gelände der Raffinerie Heide wird errichtet, sobald eine finale Investitionsentscheidung vorliegt.

Mit dem Teilprojekt „Grüner Heizen“ innerhalb des Reallabor-Projektes WESTKÜSTE100 wollen Thüga und SWH nachweisen, dass die Komponenten eines modernen Bestandsgasnetzes inklusive der Installationen in den Haushalten in der Praxis alle Anforderungen für die Einspeisung von Wasserstoff erfüllen. Dazu Michael Riechel, Vorsitzender des Vorstandes der Thüga: „Um die Klimaziele in Deutschland langfristig zu erreichen, müssen wir die bestehende Infrastruktur nutzen: Gasnetze sind verfügbar und für die Nutzung von grünen Gasen geeignet. Klimaneutrale Gase lassen sich über die Gasnetze kostengünstig zu den Kunden transportieren und glätten außerdem saisonale Schwankungen zwischen Energiebereitstellung und -nachfrage.“ Die Beimischung von Wasserstoff ist ein erster, schnell realisierbarer Schritt auf dem Weg zu einer klimaneutralen Wärmeversorgung.

Ab Januar Geräte-Check in den Haushalten

Bevor Wasserstoff beigemischt wird, überprüfen Installateure des Forschungsinstituts DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH in Kooperation mit Mitarbeitern der SWH die Geräte in den Haushalten einzeln auf Funktion und Wasserstoff-Verträglichkeit. Zudem bereitet DBI die Unterlagen für die Abnahme durch einen Sachverständigen vor. Die Abläufe bei der Überprüfung der Gasgeräte wurden mit namhaften Gasgeräteherstellern abgestimmt. Für alle Anwohner und Eigentümer im Netzabschnitt gibt es Anfang Oktober eine Informationsveranstaltung. Ab Januar 2024 starten dann die Hausbegehungen für den Geräte-Check.

//Update 3// 04.04.2022:

Gefördert und verhindert – wie politische Rahmenbedingungen ambitionierte Pläne ausbremsen

Pilotprojekte wie „Grüner Heizen“ sollen wichtige Erkenntnisse liefern, um den Hochlauf einer Wasserstoffwirtschaft anzukurbeln. Stattdessen gerät das Vorhaben ins Stolpern – über politische Hürden. In einer Stellungnahme fordern Thüga, Stadtwerke Heide und OGE die Politik zum Handeln auf.

Reallabore der Energiewende, zu denen WESTKÜSTE100 gehört, fördert das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz mit hohen Summen. So werden innovative Technologien in der Praxis getestet und die Weichen in Richtung CO2-Neutralität gestellt. In der konkreten Umsetzung sehen sich die Partner des Teilprojekts „Grüner Heizen“ momentan stark ausgebremst. Thüga, Stadtwerke Heide und OGE monieren fehlende politische Rahmenbedingungen, die allerdings nötig wären, um erfolgreich die nächsten Schritte im Projekt zu gehen.

Akut geht es um diese Hemmnisse:

• Regulatorische Unsicherheit bei den Kriterien, welcher Wasserstoff als „grün“ gilt und in welchen Bereichen er genutzt werden darf
• Hohe Produktionskosten von grünem Wasserstoff verhindern rentable Geschäftsmodelle im Wärmemarkt
• Wasserstoff wird in den verschiedenen Sektoren unterschiedlich auf die Klimaziele angerechnet
• Politik vernachlässigt die bestehende Gasinfrastruktur als Verteilnetz für Wasser­stoff

Was schlagen die Partner zur Lösung vor?

Tempo:  Innerhalb der nächsten zwei Monate braucht es zwingend den Erlass des delegierten Rechtsaktes zu Art. 27 REDII und die Novellierung der 37. BImSchV.

Augenmaß: Kriterien für grünen Wasserstoff so entwickeln, dass dieser wirtschaftlich konkurrenzfähig werden kann.  

Gleichheit: H2 diskriminierungsfrei bewerten. Die CO2-Einsparung durch Wasserstoff muss in allen Sektoren gleich eingestuft werden. Eine THG-Quote für Grüngas (H2, Biogas) im Wärmemarkt kann das Ungleichgewicht zwischen diesem Sektor und der E-Mobilität, wo es eine solche Quote bereits gibt, beseitigen.

Starthilfe: Die H2-Erzeugung während der Hochlaufphase eines Wasserstoffmarktes z.B. durch OPEX Förderung subventionieren.

Angemessene Entflechtung: Die Bundesregierung sollte sich im Rahmen der Konsultation des EU-Gaspakets dafür einsetzen, dass Netzbetreiber parallel sowohl Wasserstoff- als auch Gas- oder Elektrizitätsnetze betreiben dürfen. Zudem sollten Gas- und Wasserstoffnetze gemeinsam reguliert werden.

Stellungnahme herunterladen

//Update 2// 09.12.2021:  Filmbeitrag  „Grüner Wasserstoff mit Windenergie“

NDR | Schleswig-Holstein Magazin | 30.11.2021 | 7 Min

//Update 1// 01.12.2021: „Dieses Reallabor begeistert“

Im Oktober versammelten sich die Partner des Konsortiums von WESTKÜSTE100 zum ersten Mal in Präsenz. Mit dabei bzw. live zugeschaltet waren auch Vertreter:innen des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) sowie des Projektträgers Jülich (PtJ).

Die Konsortialpartner von WESTKÜSTE100 trafen sich coronabedingt zum ersten Mal persönlich.

Dr. Tobias Heffels vom BMWi betonte: „WESTKÜSTE100 ist ein sehr wichtiges Leuchtturmprojekt, das aufzeigt, wie die Sektorenkopplung auf Basis grünen Wasserstoffs zur Energiewende beitragen kann.“ Das BMWi lobte den systemischen Ansatz und den Blick auf die Skalierbarkeit des „ersten bewilligten Reallabors der Energiewende zum Themenfeld Wasserstoff“, denn, so Dr. Heffels, „dieses Reallabor begeistert!“

Auf der Tagesordnung standen die aktuellen Sachstände der Hauptarbeitspakete, die Zeitplanung und die rechtlichen Rahmenbedingungen. Die Arbeiten im technischen Bereich laufen auf Hochtouren, Planungen für Elektrolyseur, Kaverne und Pipeline liegen grundsätzlich im Zeitplan. Nicht in Verantwortung des Reallabors liegen Änderungen bei Gesetzgebung und Regulatorik, die weniger rasch voran gehen als vom Konsortium bei der Projektplanung vor zwei Jahren angenommen, jedoch wichtige Grundlagen für die Umsetzung einiger Teilprojekte bilden. Insbesondere bleibt die zukünftige Ausgestaltung der EU-Regulatorik (Erneuerbare-Energien-Richtlinie RED II) für das Projekt wichtig.

Zur Pressemitteilung des Konsortiums

//Start// WESTKÜSTE100 – Teilprojekt „Grüner Heizen“ mit Wasserstoff

Energiewende konkret: die Stadtwerke Heide, Thüga und Open Grid Europe (OGE) starten ein Modellvorhaben für umweltfreundliches Heizen. Dafür soll schrittweise Wasserstoff (H2) in einen Abschnitt des Gasnetzes eingespeist und so der CO2-Ausstoß signifikant gesenkt werden. Das Projekt ist Teil des Reallabors WESTKÜSTE100, das die Region Heide zum Vorreiter für die Dekarbonisierung von Industrie und Wärmemarkt macht.

214 Haushalte gibt es im Wohngebiet B-Plan48 in Heide, Schleswig-Holstein. Sie werden Pioniere für ein klimafreundlicheres Heizen! Denn in diesem Netzabschnitt soll ab 2023 dem Erdgas schrittweise Wasserstoff beigemischt werden, zunächst zehn, später zwanzig Prozent. Beim Verbrennen von Wasserstoff entsteht kein CO2 – für den Übergang von fossilen zu erneuerbaren Energieträgern ist die Einspeisung von Wasserstoff ein wichtiger Schritt.

Dazu Michael Riechel, Vorsitzender des Vorstandes der Thüga: „An der Dekarbonisierung der Gasnetze führt kein Weg vorbei, wenn Deutschland bis 2045 klimaneutral werden soll. Die Zeit drängt. Die Stadtwerke Heide und Thüga wollen zeigen, wie Heizen ohne zusätzliche Investitionen beim Kunden klimafreundlicher gestaltet werden kann“. Durch die Wasserstoffbeimischung kann die vorhandene Infrastruktur genutzt und auf eine nachhaltige Wärmeversorgung umgestellt werden – relativ schnell und sozialverträglich.

Anlagen-Check durch unabhängiges Prüfinstitut

Die Wahl der Stadtwerke Heide fiel auf diesen Netzabschnitt, weil er sich vom übrigen Netz mit wenig Aufwand abtrennen lässt. Zudem eignet er sich aufgrund seines geringen Alters und seiner verbauten Materialien bestmöglich für eine Wasserstoffbeimischung in der geplanten Größenordnung. „Die vorhandenen Gasanlagen im B-Plan48 sind so modern, dass sie problemlos mit einem Gemisch aus Erdgas und Wasserstoff betrieben werden können. Es braucht also keine Umrüstungen“, erklärt Lisa Bauer vom Kompetenzcenter Innovation bei Thüga, die das Teilprojekt „Grüner Heizen“ bei Thüga gemeinsam mit Kay Bareiß managt.

Bevor die Einspeisung 2023 startet, bekommen die Kunden:innen der Stadtwerke Heide im B-Plan48 Besuch: Die DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH, ein unabhängiges Prüfinstitut des Gasfachs, wird 2022 sämtliche Gasanlagen (Anschluss, Heizung, Gasherd, Therme) in den Haushalten untersuchen. So ist sichergestellt, dass alle Anforderungen an die Sicherheit gewährleistet sind. Übrigens: eine Beimischung von zwei Prozent Wasserstoff ist bereits üblich. Stefan Vergo, Geschäftsführer der Stadtwerke Heide: “Aktuell erhalten wir bereits kleinere Mengen an Wasserstoff, die an unterschiedlichsten Punkten in die vorgelagerten Netze eingespeist werden”.

Klimaschutz ohne Mehrkosten für die Haushalte

Für die beteiligten Haushalte entstehen durch das Projektvorhaben keinerlei Mehrkosten. Nicht durch die Untersuchungen, nicht durch die Verbrauchsabrechnung. Im laufenden Betrieb werden sie von der Wasserstoff-Beimischung nichts bemerken – und sind doch Teil eines Modellprojekts mit Signalwirkung. Zudem leisten sie direkt einen Beitrag zum Klimaschutz.  Das Projekt „Grüner Heizen“ dient als Vorbild für die Wärmeversorgung der Zukunft in Deutschland und ist Teil des umfangreichen Forschungsvorhabens WESTKÜSTE100, das vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert wird.

Das große Ziel: Klimaschutz. Immerhin zehn Prozent des CO2-Ausstoßes in Deutschland entstehen durch das Heizen. Zwar gilt Gas gilt im Vergleich zu anderen fossilen Energieträgern als klimaschonend, doch auch beim Verbrennen von Erdgas entsteht CO2. Deshalb muss es langfristig durch klimaneutrale Energieträger, wie z.B. grünen Wasserstoff, ersetzt werden. Mit dem Modellvorhaben tragen die Stadtwerke Heide schon jetzt in Teilen dem Gesetzesentwurf zur Novellierung des Schleswig-Holsteinischen Energiewende- und Klimaschutzgesetzes Rechnung.

Grüner Wasserstoff aus Heide für Heide

Der Wasserstoff für Heide soll in einem 30-MW-Elektrolyseur bei der Raffinerie Heide in Hemmingstedt produziert werden. Der benötigte Strom stammt aus Offshore-Windenergie, der Wasserstoff trägt damit das Label „grün“. Zu den Stadtwerke Heide gelangt er über eine 100%-Wasserstoff-Pipeline mit einer Druckstufe von bis zu 16 bar, die Open Grid Europe errichtet.

Auf dem Betriebsgelände der Stadtwerke Heide ist der Bau einer Gaseinspeiseanlage geplant. Diese wird den Wasserstoff exakt dosieren, dem Erdgas beimischen und in das separate Teilnetzgebiet einspeisen. Wenn diese erste Phase abgeschlossen ist und alle Prozesse nachweislich stabil laufen, soll der Wasserstoffanteil in diesem Netzabschnitt sukzessive erhöht werden. Ziel ist derzeit eine Wasserstoffbeimischung von zwanzig Prozent. Die Vorbereitungsarbeiten beginnen im Sommer 2021. Die Einspeisung von Wasserstoff ist ab 2023 geplant, im Juli 2025 endet das Projekt.

Überschüssigen Strom sinnvoll verwerten

Wasserstoff hat neben seiner CO2-Neutralität einen weiteren Pluspunkt: Er lässt sich – anders als Strom – langfristig speichern. In Regionen wie Schleswig-Holstein wird an windreichen Tagen mehr Strom produziert als ins Netz eingespeist werden kann. Nutzt man diesen überschüssigen Strom, um Wasserstoff herzustellen, steht dieser speicherbare Energieträger sektorenübergreifend für eine Vielzahl von Anwendungen bereit. Die Vorteile der Region werden also optimal ausgenutzt.

Wissenschaftliche Erkenntnisse werden in die Praxis umgesetzt

Das Projektteam wendet im B-Plan48 bereits vorliegende wissenschaftliche Erkenntnisse in der Praxis an. „Im Zentrum steht der Nachweis, dass die Komponenten eines modernen Bestandsgasnetzes in der Praxis alle Anforderungen für die Einspeisung von Wasserstoff erfüllen“, so Kay Bareiß vom Kompetenzcenter Innovation bei Thüga. Es geht um Dichtigkeit, Korrosionsbeständigkeit und die generelle Materialverträglichkeit für Wasserstoff. Zu den Komponenten gehören u.a. Leitungen, die Regelanlage bei den Stadtwerken, Einbauarmaturen und Messgeräte sowie Endgeräte bei den Kunden.

Darüber hinaus schafft das Projekt Erfahrungswerte zur Versorgungscharakteristik des neuen Energieträgers im Wärmemarkt. Dazu Lisa Bauer: „Wir erarbeiten ein Messkonzept für das Gasgemisch und außerdem eine innovative Verbrauchsabrechnung. So stellen wir sicher, dass es zu keinen Benachteiligungen der Kund:innen kommt“. Dies geschieht zunächst durch die virtuelle Simulation des Gasnetzes, anschließend wird sie durch Messungen der Gaszusammensetzung im realen Netzbetrieb verifiziert. Die Eichdirektion Nord ist dabei als überwachende Behörde in das Projekt eingebunden.

Kick-Off und Partner

Folgende Partner begleiten das Projekt

Das Projektteam aus Stadtwerke Heide, Thüga, DBI und Keep it Green vor dem Kugelgasspeicher bei den Stadtwerken Heide.

• Deutscher Verein des Gas- und Wasserfachs (DVGW): Die DVGW-Forschungsstelle am Deutschen Brennstoffinstituts (DBI) betreut den Versuch wissenschaftlich und wird als Projektpartner die Überprüfung der Bestandsanlagen übernehmen.
• Der Bund deutscher Heizungsindustrie (BDH) unterstützt das Projekt mit der Kompetenz der namhaften deutschen Gasgerätehersteller.
• Der Anlagenplaner Keep it Green GmbH konzipiert zusammen mit dem Prüfinstitut die Gaseinspeiseanlage.
• Eichdirektion Nord als überwachende Behörde für das gesetzliche Mess- und Eichwesen.
• Installateure vor Ort

Im Juni trafen sich die Projektpartner zum Kick-Off für das Teilprojekt „Grüner Heizen“ bei den Stadtwerken Heide. Neben einem ersten Kennenlernen ging es vor allem um die Entwicklung der Technik für die Gaseinspeiseanlage. Die Ausschreibung für den Bau der Anlage soll Ende 2022 starten.

WESTKÜSTE100 – nachhaltiger fliegen, bauen, heizen

Für das Projekt WESTKÜSTE100 haben sich zehn Partner zu einem Konsortium zusammengeschlossen: Hynamics Deutschland, Holcim Deutschland, OGE, Ørsted Deutschland, Raffinerie Heide,  Stadtwerke Heide, Thüga und thyssenkrupp Industrial Solutions gemeinsam mit der Entwicklungsagentur Region Heide und der Fachhochschule Westküste. Ihr Ziel: zu erforschen, wie der CO2-Ausstoß im Industriesektor und im Energiesystem deutlich gesenkt werden kann. Dafür planen die Partner, mit grünem Strom aus regionaler Windenergie Wasserstoff herzustellen und ihn in industriellen Prozessen zu nutzen. So soll unter realen Bedingungen die Dekarbonisierung von Industrie, Mobilität und Wärmemarkt getestet werden. WESTKÜSTE100 wird als Reallabor der Energiewende vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert.

www.westkueste100.de