Lassen sich bestehende Kavernen einfach zur Speicherung von Wasserstoff umrüsten? Zur Beantwortung dieser Frage hat sich im November 2022 ein Konsortium gebildet und das Projekt H2CAST (H2Cavern Storage Transition)  gestartet. Das Projektziel ist es, die Machbarkeit der großvolumigen unterirdischen Speicherung von Wasserstoff in Kavernen zu überprüfen. Dazu soll eine bereits bestehende Kaverne zu einem Wasserstoffspeicher umgebaut und um eine für Wasserstoff geeignete Obertageanlage ergänzt werden. Als Testobjekt wurde eine bereits zum Teil gesolte Kaverne ausgewählt.

Sie soll noch im Herbst 2023 mit einer Gasspeicherkomplettierung sowie einem Solependelstrang versehen werden. Eine zweite Kaverne wird ebenfalls mit einem Solependelstrang, aber ohne Komplettierung ausgerüstet. Die Obertageanlage einschließlich der Sektionen Verdichtung und Entspannung, Gasmengenmessung, Gastrocknung und -reinigung wird den Gasspeicherbetrieb ermöglichen. Zusätzlich und als weitere Besonderheit des Projektes wird eine Solependelanlage aufgebaut. Diese ermöglicht im Zusammenspeil mit der zweiten Kaverne erstmals realistische Ein- und Ausspeicherungsraten in einer nach europäischen Maßstäben ausgestatteten Kaverne in Wasserstoff. Der Gesamtaufbau ist im Bild schematisch dargestellt.

Das Projekt ist in drei Teile untergliedert:

• H2CAST-Ready zur Untersuchung der Bohrungen und ihre Umrüstung einschließlich der Dichtheitsteste,
• H2CAST-Invest für den Aufbau der Obertageanlage und
• H2CAST-Prove zur Durchführung und Analyse des Wasserstoff-Speicherbetriebs.

Die Arbeiten im Projekt H2CAST-Ready und -Invest werden über die NBANK durch das Land Niedersachsen gefördert. Die Arbeiten im Projektteil Prove werden über die PTJ von dem Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert.

Projektpartner und Ihre Aufgaben

In dem Verbundprojekt sind neben SOCON eine Reihe weiterer namhafter Partner aktiv, die unter anderem die nachfolgenden Projektteile betreuen:

• STORAG ETZEL hat als Speicherbetreiber die Projektkoordination im Blick und betrachtet außerdem die Bohrungsintegrität, den Ablauf der untertägigen Umrüstung sowie die Leitbildentwicklung und Öffentlichkeitsarbeit.
• Gasunie verantwortet den Aufbau der Obertageanlage einschließlich der H₂-Konditionierung, Kavernen-Anbindung, Gasaufbereitung und Messung der Gasqualität.
• DEEP.KBB bewertet den Zustand der beiden Bohrungen, plant und begleitet die Bohrungsumrüstung sowie Testdurchführungen sowie die Auswertung der Messergebnisse.
• DLR / Institut für Vernetzte Energiesysteme modelliert das Gesamtsystem des Speichers zur Betrachtung der Betriebsweisen sowie aller energetischer Aspekte.
• HARTMANN Valves entwickelt und liefert angepasste Bohrungsabsicherungen sowie Armaturentechnik und führt Materialeignungs- und Dichtheitsprüfungen und Wartungen aus.
• TU Clausthal stellt u.a. gebirgsmechanische Untersuchungen und Nachweise zur Speicherintegrität, einschließlich der Dichtheit und Standsicherheit des Salzgesteins bei multizyklischer Fahrweise.

Die Aufgaben von SOCON im H2CAST-Projekt leiten sich aus den Erfahrungen der ersten Wasserstoff-Messungen ab, die 2019 in Zuidwending durchgeführt wurden.

So wird insbesondere die Einbindung der Sonarwandler untersucht und Optimierungen für einen dauerhaften und wiederholten Betrieb in Wasserstoff erarbeitet. Bezüglich weiterer Sonden (z.B. Sonar oder ING) soll ein mögliches Eindringen von Wasserstoff in den Sondenkörper nach Möglichkeit verhindert bzw. interne Sensoren installiert werden, um eingedrungenen Wasserstoff zu detektieren.

Die so modifizierten Sonden sollen bei Sonarvermessungen und Spiegelmessungen (Dichtheitsteste und er Erstbefüllung) eingesetzt werden. Außerdem soll nach Möglichkeit der Einsatz weiterer Sonden in ihren spezifischen Anwendungsfeldern (Feuchtemessung und Probennahmen in Wasserstoff) überprüft werden. Schließlich wird die Gefährdungsbeurteilung der SOCON-Arbeiten an den Bohrköpfen, den Hochdruckschleusen und den Sonden in Bezug zu Wasserstoff aktualisiert.

Aktueller Stand

Zum Jahreswechsel 2021/22 wurde die Dichtheit der Testbohrung mit dem Testgas Stickstoff sowie mit Wasserstoff bei einem reduziertem Testdruck nachgewiesen. Außerdem erfolgte zum größten Teil die Planungen sowie die Beschaffung der Bohrungskomplettierung. Somit kann im Herbst 2023 die Testbohrung für die Wasserstoffeinspeicherung umgerüstet werden.

Weitere aktuelle Informationen zu H2CAST auf Deutsch, Englisch und Plattdeutsch finden sich hier auf www.h2cast.com.