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-Aussstoß 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.

Grafik: Beimischung von H2 ins ErdgasnetzDazu 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

Grafik Projektskizze Westküste100, Übersicht aller TeilvorhabenFür das Projekt WESTKÜSTE100 haben sich elf 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 Bundeswirtschaftsministerium gefördert.

www.westkueste100.de