Transporte von flüssigen Derivaten deutlich günstiger als von Wasserstoffgas

Mehr Planungssicherheit für Politik und Netzbetreiber könnte eine aktuelle Fallstudie bringen. Forscherinnen und Forscher haben anhand der Pipeline-Route Triest–Karlsruhe das neue Simulationsmodell HyTROM+ getestet. Die Analyse der Route hat gezeigt, der Transport von Flüssigderivaten von Wasserstoff in ehemaligen Erdgasleitungen deutlich kostengünstiger sein kann, als der Transport von gasförmigem Wasserstoff.

Eine Studie der Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geotechnologie (IEG) und des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung (ISI) hat sich mit dem Transport von Wasserstoff beschäftigt. Die beiden Forschungseinrichtungen haben mit ihrem neuen Modell (HyTROM+) den Pipeline-Transport von flüssigen Wasserstoffderivaten wie Methanol, Fischer-Tropsch-Rohöl oder Kerosin im Vergleich zum gasförmigen Transport untersucht. Im Mittelpunkt standen die Fragen nach der technischen Machbarkeit und der ökonomischen Effizienz. Laut der Medienmittelung des Fraunhofer IEG zeigen die ersten Ergebnisse: Flüssige Derivate können bis zu zehnmal günstiger transportiert werden als Wasserstoff.

Übertragbare Fallstudie aus den Alpen

Die durchgeführte Fallstudie untersucht die Route vom italienischen Triest nach Karlsruhe. Sie zeigt, wie Pipelineimporte über Landesgrenzen hinweg analysiert werden könnten. Laut den Studienautoren lassen sich die Ergebnisse auf andere Importachsen übertragen. Der untersuchte Alpenkorridor dient dabei als Stresstest: Wenn flüssige Derivate selbst in schwierigem Gelände kostengünstig transportierbar sind, gilt das erst recht für flachere Regionen, so die Studie. In der Fallstudie kostet auf knapp 700 Kilometern der Transport pro Megawattstunde von Wasserstoffgas in einer umgenutzten Pipeline 3,9 Euro und in einer neu zu bauenden Pipeline 11,4 Euro. Bei flüssigen Derivaten seien schon Transportkosten von 0,4 bzw. 1,9 Euro pro Megawattstunde möglich.

Transport von Wasserstoff als Gas nur beschränkt sinnvoll

Gemäss der Studie kann der Transport von Wasserstoffgas nur dort sinnvoll sein, wo es als direkter Rohstoff benötigt wird. In anderen Sektoren wie Raffinerie, Chemie und Schwerverkehr könnten Derivate die günstigere Ausgangsbasis der Wertschöpfung sein. Jedoch könnte dies auch bedeuten, dass potenzielle Wertschöpfung in Länder mit günstigem erneuerbarem Strom zur Produktion von Wasserstoff und weiterer Veredelung zu Derivaten ausgelagert wird. Weitere Untersuchungen zu Lieferkosten, die die Transport- und Produktionskosten beinhalten, seien der notwendige nächste Schritt.

Wie das Modell funktioniert

Das entwickelte Modell HyTROM+ kombiniert laut der Medienmitteilung des Fraunhofer IEG Geodaten, physikalische Stoffeigenschaften und wirtschaftliche Kennzahlen zu einem Kostenmodell. Es berechnet den Verlauf einer Pipeline anhand von Geodaten des Fraunhofer ISI, wie etwa echten Landnutzungsdaten, Höhendifferenzen, Bevölkerungsdichte und bestehender Infrastruktur. Das Modell zerlegt ein Areal in kleine Abschnitte, bewertet diese nach Umgebung, Höhendifferenz, Leitungslänge, Druckverlust und Pump- oder Kompressorkapazität, ermittelt mögliche Routen und wählt daraus die kostengünstigste Gesamtstrecke.

Partner der Studie

Fraunhofer IEG entwickelte das Modell HyTROM+ aufbauend auf dem Modell HyTROM (Hydrogen Transport Route Optimization) des Fraunhofer ISI, gemeinsam mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT), der ETH Zürich, der Technischen Universität Dänemark (DTU) und dem Fraunhofer CINES.