innogy Netzwerk kommunal 2019

K R E W Z T E N L A N U M M O K Das Infomagazin für Gemeinden, Städte und Kreise Sonderausgabe 2019 POWER TO GAS „Power to Gas“ als Lösung Klimaschutz ist ein Wettlauf gegen die Zeit. Um die Erderwärmung schnellstmöglich zu begrenzen, muss der Ausstoß von Treibhausgasen massiv reduziert werden. Es ist wichtig, kurzfristige Lösungen für eine erfolgreiche Energiewende zu ﬁnden. Die Um- setzung der modernen Technologien Power to Gas (PtG) oder Power to Liquid (PtL) kann ein Meilenstein auf dem Weg zum Erfolg der Mission sein. Immer mehr Windkraft- und Solaranlagen gehen ans Netz. Der Anteil der erneuerbaren Energien im Stromsektor liegt 2019 erstmals über 40 Prozent. Allerdings hinken der Wärme- (13,9 Prozent) und Verkehrssektor (5,9 Prozent) deutlich hinterher. Doch das kann sich mit PtG und PtL ändern. Der grüne Strom wird in Wasserstoff, Methan und ﬂüssigen Brennstoff umgewandelt, kann so gespeichert und im Bedarfsfall auch wieder in Strom zurückgewan- delt werden. Das macht eine umweltfreundliche Sektorenkopplung, also die Vernetzung der Energie- bereiche Elektrizität, Wärme, Verkehr und Industrie, möglich. Denn nur mit ihr kann eine echte Energie- und nicht nur Stromwende vollzogen werden. Global ist Deutschland hierbei Vorreiter. PtG und PtL sind folglich nicht nur eine Chance für das Klima, sondern auch für die kommunale Wirtschaft und Arbeitsplät- ze. Wie die Technik funktioniert und welche Möglich- keiten sie bietet, lesen Sie in dieser Sonderausgabe der Netzwerk kommunal. Sektorenkopplung Brennstoffzelle lässt das „Reich- weitengespenst” verschwinden > Seite 4 –5 Pilotprojekt Metelen Dank Wasserstoff: Strom-Autar- kiegrad von 91 Prozent möglich > Seite 6–7 Experten-Meinungen Dr. Ludwig Jörissen und Carsten Stabenau im Interview > Seite 8–9 Grüne Energieversorgung Wie die Energiewende in Stadt- quartieren gelingen kann > Seite 10

Power to X Führende Technologien vorantreiben Power to bezeichnet den regenerativ erzeugten Strom und X die Energieform oder den Verwendungszweck, in die bzw. in den die elektrische Energie mittels chemischer Verfahren in Gas oder ﬂüssige Brennstoffe umgewandelt wird. Power to X kann damit der Schlüssel zu klimaneutraler Versorgung werden, um grüne Energie langfristig zu speichern und efﬁzient zu nutzen. Treibstoff für den ÖPNV Überschüssiger Strom aus regenerativen Quellen wie Solar- und Windkraft wird mithilfe von Elektrolyse in Wasserstoff umgewandelt und kann dadurch gespeichert oder weiterverwen- det werden. Oder praktischer: Wenn der Windpark mehr Strom liefert, als lokal abgenommen wird, wird aus dem Überschuss Wasserstoff gewonnen. Zurück ins Netz eingespeist können damit Häuser vor Ort in der Kommune beheizt oder er kann als Treibstoff für den ÖPNV genutzt werden. „ Die Verfügbarkeit von Solar- und Windkraft schwankt je nach Wetterlage. Für eine zuverlässige Stromversorgung mit grüner Energie werden deshalb neben intelligenten Netzstrukturen vor allem kurz- und langfristige Speichermöglichkeiten benötigt. innogy zählt in diesem Forschungsfeld zu den führenden Akteuren und ist an der Entwicklung zahlreicher Technologien beteiligt.“ Alexander Ramm Grid Development, Manager Supply Concepts, innogy SE 22

„POWER-TO-GAS“- ANLAGE WÄRME GASSPEICHER UMWANDLUNG STROM Überschuss STROM- NETZ Elektrolyse WASSERSTOFF Einspeisung Lagerung GASNETZ aus Solar- und Windkraft Einspeisung Energiewandlung mit Power to Gas Dank dieser Technologie lässt sich Strom im Erdgasnetz speichern STROM WÄRME RÜCKWANDLUNG BLOCKHEIZ- KRAFTWERK Aus Wasser wird mit Strom Wasserstoff Power to X basiert auf der Elektrolyse, also der Umwandlung von Strom und Wasserstoff. Das Verfahren ist seit dem 19. Jahrhundert bekannt und ist aktuell so weiterentwickelt worden, dass es in naher Zukunft der Schlüssel für den Erfolg der angepeilten Energie- wende sein kann. Die Funktionsweise der Elektrolyse: Wasser wird in einem Elektrolyseur mithilfe von Strom in seine Bestandteile Wasser- und Sauerstoff aufgespalten. Für den dadurch erzeugten Wasserstoff gibt es verschiedene Verwendungsmöglichkeiten: Energiewandlung mit Power to Gas Ein besonders großes Speicherpotenzial bietet das Erdgasnetz, denn Gase können leichter als Strom gespeichert und bei Bedarf zu Strom zurückgewandelt werden. Neben der Herstellung von Wasserstoff besteht eine weitere Möglichkeit darin, durch die Zugabe von Kohlendioxid zu methanisieren. Dieses ist chemisch identisch mit fossilem Erdgas und kann dem Gasnetz zum direkten Verbrauch beigemischt werden, etwa um Erdgasautos zu be- treiben oder zum Heizen. Anders als bei reinem Wasserstoff gibt es dafür keine Mengen- begrenzung. Bei der Einspeisung über eine Gasdruckregelstation wird auch die Abwärme des Elektrolyseurs eingesetzt. In Zeiten niedriger regenerativer Stromproduktion kann bequem auf die eingelagerten Erdgasmengen zurückgegriffen werden: Sie werden dem Erdgasspeicher wieder entnommen und in einem Blockheizkraftwerk zur Stromerzeugung eingesetzt. Diese Kraft-Wärme-Kopplung führt zu einer maximal efﬁzienten Energieaus- nutzung. Energiewandlung mit Power to Liquid In Power-to-Liquid-Anlagen wird der aus Wasser gewonnene Wasserstoff unter Zuhilfe- nahme von CO2, also einfachem und bereits entstandenem Kohlendioxid in der Luft, in einen ﬂüssigen Energieträger umgewandelt. Dieser ist aufgrund des ohnehin bestehenden CO2 klimaneutral und kann in ﬂüssiger Form sehr gut gespeichert werden. 3

Doppelinterview mit Albert Jung und Jürgen Hansen vom H2BZ Netzwerk Rheinland-Pfalz e. V. Brennstoffzelle lässt das „ Reichweitengespenst” verschwinden #1 Herr Jung, Herr Hansen, H2BZ Netzwerk Rheinland-Pfalz klingt ja erstmal nicht selbsterklärend. Was genau verbirgt sich dahinter? Jung: Schon seit 2005 sind wir Treiber der Themen Wasserstoffnut- zung und Brennstoffzelle in Rheinland-Pfalz sowie als Wissensvermitt- ler von Politik und Bevölkerung unterwegs. Rheinland-Pfalz eignet sich als Flächenland ausgezeichnet, um regional erzeugte Energie auch lokal zu nutzen. Hier möchten wir weiter Netzwerke ausbauen, um so den Standort zu stärken. Hansen: Wichtig ist auch, dass wir viele Menschen, die die neue Tech- nik nicht kennen, informieren und überzeugen und vor allem unsere Jugend nicht aus dem Blick verlieren. Hier sind wir ebenfalls aktiv und bieten regional Veranstaltungen, Vorträge und Brennstoffzellen- Experimente in lokalen Schulen an, um auch schon Schüler zu sensibi- lisieren. #2 Warum sind aus Ihrer Sicht Wasserstoff und die Technik der Brennstoffzelle geeignet für eine Verkehrswende? Jung: Wasserstoff bietet eine super Möglichkeit, regenerativ erzeugte Energie in großem Maßstab im Zuge der Dekarbonisierung zu nutzen und zu speichern. Zudem ist für eine Übergangszeit der Gewinn von Wasserstoff in industriellen Prozessen aus der kohlenstoffärmsten fossilen Energiequelle, dem Erdgas, in großen Mengen möglich. Im Zusammenspiel mit der Brennstoffzelle haben wir so die Chance die Umweltbilanz bei der Mobilität deutlich zu verbessern. Zudem lassen Wasserstoff und Brennstoffzelle das „Reichweitengespenst“ aus den Köpfen der Nutzer verschwinden. 4 Hansen: Elektromobilität hat große Vorteile gegenüber der Mobilität mit Verbrennungskraftmaschinen. Die mit Batterien als Energiequelle betriebene Elektromobilität ist bei guten Lademöglichkeiten für kür- zere Reichweiten geeignet. Die Elektromobilität mit Wasserstoff und Brennstoffzelle bietet erhebliche Vorteile in den Bereichen Reichwei- te durch kurze Tankzeiten und bei schweren Fahrzeugen. Insofern ist die gesamte Elektromobilität als eine Art Geschwisterpaar zu sehen: Für kürzere Strecken Batterieelektrik, für weitere Strecken und Schwerverkehr Wasserstoff und Brennstoffzelle. Dies gilt auch für den ÖPNV. #3 Wie ist Rheinland-Pfalz bei diesen Themen aufgestellt? Jung: Rheinland-Pfalz hat großes Potenzial für eine zukunfts- orientierte Nutzung von Wasserstoff, um verschiedene Sektoren mitei- nander zu koppeln. Überschussstrom aus regenerativer Erzeugung, wie Wind oder Photovoltaik, kann in Wasserstoff umgewandelt und weiter genutzt werden. Dieses Potenzial gilt es zu heben. #4 Gibt es aktuell spannende Vorhaben? Jung: Eine interessante Maßnahme ist mit Sicherheit auch das beim Bund zur Förderung eingereichte Projekt „Reallabor“. Hier bauen wir eine Kläranlage um, bei der es neben der Wasserstoffpro- duktion auch darum geht, die Wasserstoffanwendungen verschiede- ner Sektoren zu erforschen. In einem zweiten Schritt wird an einer Quartier-lösung für Kaisersesch gearbeitet. innogy ist als Partner an diesen Projekten federführend beteiligt. Direkt „vor meiner Haustür“ soll das Zusammenspiel von Erzeugung, Mobilität, industrieller Nutzung und Einspeisung auf der Basis von Wasserstoff für den ländlichen Raum erprobt werden.

Wasserstoff ist die Zukunft der Sektorenkopplung: Albert Jung (l.) und Jürgen Hansen (2. v. r.) vom H2BZ Netzwerk RLP e.V., im Gespräch mit den innogy- Mitarbeitern Jan Steinberg (r.) und Thomas Hau (2. v. l.). Jung: Wir erhoffen uns hier kurz- und mittelfristig politischen Rücken- wind für unser Thema. Die Ergebnisse des jüngst von der Bundesregie- rung verabschiedeten Klimaplans lassen solche Entwicklung möglich erscheinen. #7 Wie geht’s mit dem Thema Wasserstoff und Brennstoff- zelle weiter, insbesondere mit Blick auf die Mobilität der Zukunft? Hansen: Für lange Strecken mit PKW sowie im Schwerverkehr und dem ÖPNV sind Elektroantriebe mit Wasserstoff und Brennstoffzelle eine sehr gute Wahl, vorausgesetzt, man muss sich vom Verbrennungsmotor verabschieden. Die neue Technik ist seit langer Zeit erprobt, hat sich bewährt und ist serienreif. Die Infrastrukturprobleme bei der Wasser- stoffproduktion und Tankstellenversorgung wurden erkannt, die ersten wesentlichen Schritte wurden getan und werden fortgeführt. Brennstoff- zellensysteme werden zusätzlich in verschiedenen Bereichen der Mobi- lität attraktiv, wie auch z. B. in der U-Boot-Technik, der Luftfahrttechnik und dem Schienenverkehr, wegen der Gewichtsvorteile, der schnellen Betankung und der erforderlichen Emissionsvorteile. Zudem müssen wir uns nicht völlig von unseren Gewohnheiten der gelebten Mobilität verabschieden. Jung: Wichtig ist auch zu betonen, dass die Technik sicher ist. Der Hyundai Nexo hat jüngst die maximalen fünf Sterne im NCAP-Crashtest in den USA erhalten. Eine akute Explosionsgefahr des Tanks, die gerne von den Medien ins Spiel gebracht wird, liegt also deﬁnitiv nicht vor. Experimente der Bundeswehr haben sogar gezeigt, dass die Tanks auch problemlos einem Beschuss standhalten. Insofern ist ein Einsatz im „normalen“ Gebrauch völlig gefahrlos! 5 Hansen: Der Energiepark Mainz erzeugt über Elektrolyse aus dem Strom eines benachbarten Windparks Wasserstoff. Die Städte Mainz, Wies- baden und Frankfurt erzielen zeitnah mit 11 Elektrobussen mit Antrieb Wasserstoff und Brennstoffzelle eine Verbesserung des ÖPNV. Tank- stellenprojekte wie die Wasserstofftankstelle in Koblenz oder Planun- gen in der Region Mainz/Rheinhessen werden vorangetrieben. Erste Elektrozüge mit Wasserstoff und Brennstoffzellen ersetzen Dieselzüge lokal emissionsfrei. Aber auch Machbarkeitsstudien für den Betrieb von Rheinschiffen mit Wasserstoff-Brennstoffzellenantrieb wurden hier durchgeführt und haben aufgezeigt, dass die Brennstoffzellentechnologie für den Schiffsverkehr geeignet ist. Leider wurden die Pläne hier nicht durchgeführt, aber zwischenzeitlich sind einige Schiffe weltweit erfolg- reich in Betrieb. #5 Wer arbeitet bei Ihnen mit und wie kann man dabei sein? Jung: Neben persönlichen Mitgliedschaften aus Politik, Wis- senschaft und Wirtschaft, engagieren sich auch mehrere Unternehmen bei uns. Zudem vernetzen wir uns ebenfalls über Bundeslandgrenzen hi- naus, beispielsweise mit der H2BZ-Initiative Hessen. Ein Anmeldeformu- lar ist auf unserer Website unter www.h2bz-hessen.de/mitgliedschaft zu ﬁnden. Wir freuen uns über engagierte neue Mitglieder. #6 Welche Rolle nehmen aus Ihrer Sicht Energieversorger wie innogy ein? Hansen: Energieversorgern kommt eine wichtige Rolle zu. Über die Real- labore, an denen ja auch innogy mit drei Quartieren beteiligt ist – neben Kaisersesch noch Bedburg und Essen – kann aufgezeigt werden, dass unsere Technik praxistauglich ist und eine Zusammenarbeit von Bund, Kommunen und Unternehmen stets angestrebt wird.

Pilotprojekt Metelen Dank Wasserstoff: Prozent möglich Eigenversorgungsquote von91Das Zauberwort heißt Speicherung. Der Westnetz-Standort in Metelen wird zu einem Beispiel für zukunftsweisenden Umgang mit regenerativer Energie. Dabei soll vor allem vor dem Hintergrund aktueller Entwicklungen in Politik und Wirtschaft das Potenzial von Wasserstoff als Energiespeicher aufgezeigt werden. Auch soll intelligente Vernetzung und Erprobung smarter Steuerungs- und Überwachungstechnik eine Blaupause für künftige Quartierkonzepte werden. In Metelen wird die autarke Stromversorgung der gesamten Betriebsstelle erprobt. Dafür wird auch das Leitungsnetz auf den neuesten technischen Stand gebracht, um die erzeugten Strommengen vollends aufzunehmen und optimal durch- zuleiten. Deshalb wird das gesamte Areal umgebaut. In den Gebäuden wird neue, efﬁzientere Technik zum Einsatz kom- men. Des weiteren werden die Heizung sowie Beleuchtung ausgetauscht und auf dem Dach des Gebäudes Photovoltaik (PV)-Module zur Solarstromerzeugung installiert. Die Maßnahmen alleine reichen aber nicht aus, um unab- hängig vom Stromnetz zu sein. Deshalb geht die innogy Westenergie GmbH in Metelen einen Schritt weiter und testet die langfristige Speicherung des Stroms aus erneu- erbaren Energien mit der Power-to-Gas-Technologie (PtG). Die Umwandlung von elektrischer Energie in chemische Energie in Form von Wasserstoff bietet zwei Vorteile gegenüber den heute etablierten Batteriespeichertechno- logien: Zum einen kann der erzeugte Wasserstoff in hohen Kapazitäten gespeichert werden. Zum anderen sind sowohl der Elektrolyseprozess als auch der Brennstoffzellenpro- zess etablierte Verfahren und bereits marktreif. Unterstützung durch Batteriespeicher In Metelen kommen aber beide Einlagerungssysteme zum Einsatz. Für die Langzeitspeicherung des erzeugten Stroms wird eine Wasserstofﬁnfrastruktur (Elektrolyseur, Hoch- druckspeicher und Brennstoffzelle) genutzt. Für die kurz- fristige Speicherung werden Batteriespeicher eingesetzt. Der Ablauf: Primär wird der Energiebedarf des Gebäudes über die PV-Anlage gedeckt, überschüssige Energie dient zum Laden des vorhandenen Batteriespeichers oder zum Betreiben des Elektrolyseurs. Mithilfe der Batterien wird der am Tag produzierte Überschuss zwischengespeichert, um nachts den Strombedarf des Gebäudes decken zu kön- nen. Außerdem dient die Batterie dazu, Spannungsspitzen 6

system. Es verwaltet und überwacht die Energieﬂüsse sowohl auf der elektrischen als auch auf der Gasseite. Maßgebend dafür ist auch der Ladezustand des Batteriespeichers, der bevorstehende Wochentag oder die Wetterprognose der nächsten 24 Stunden. Eine Wetterstation liefert die Werte für So- lareinstrahlung und Temperatur. Aus diesen Daten entwickelt der Manager die passende Verteilung der Stromﬂüsse. Gute Aussichten Unterdessen sprechen die Zahlen ebenfalls für PtG: Mit diesem System wird eine hohe optimierte lokale Eigenversorgungsquote von 91 Prozent erreicht. Die Übertragung des Metelener Prinzips auf Gebäudesysteme, die einen nicht elektriﬁzierten Brauchwarmwas- ser-Kreislauf haben, würde zu einem noch höheren Nutzungsgrad des PV-Stromes füh- ren, da auch die Abwärme des Elektrolyseurs im Sommerbetrieb genutzt werden könnte. Nach ersten Erfahrungen mit einer Power- to-Gas-Anlage in Ibbenbüren konnte hier der Nutzungsgrad am Elektrolyseur bis zu 15 Prozent gesteigert werden. Gute Aussichten für die PtG-Technologie. Die Speicherung der Energie sorgt dafür, dass Metelen unabhängig von der Stromversorgung wird. Energieüberschuss Erzeugungs- anlage Kurzzeit- speicher Energiebedarf Betriebsstätte H2 Langzeit- speicher Energiebedarf abzudecken, welche die Brennstoffzelle nicht schnell genug bedienen kann oder die Leistung der Brennstoffzelle übersteigen. Der verdichtete Wasserstoff wird unterdessen in Flaschenbündeln (196 Flaschen à 50 Liter) bis zu einem Druck von 200 bar gespeichert. Insgesamt kann so eine Menge von 200 kg Wasserstoff langfristig gespeichert werden. Um die Rückverstromung des Wasserstoffs zu gewährleisten, wird die Brennstoffzelle benötigt. Die bei dem Prozess entstehende Abwärme wird über einen Wärmetauscher ausgekoppelt und in den Heizungskreislauf des Gebäudes integriert. Somit kann der Nutzungs- grad des Gesamtsystems gesteigert werden. Neues Energiemanagementsystem Das zentrales Steuerelement für die smarte Betriebsstätte ist das Energiemanagement- Die Wasserstoff- speicher bestehen aus zwölf Flaschenbündeln 7

Vier Fragen an Carsten Stabenau Das grüne Gas der Zukunft Carsten Stabenau, Mitarbeiter im Innovationsmanagement der Westnetz GmbH, rät den Kommunen, bereits heute ihre Bürgerinnen und Bürger auf das Wasserstoff-Zeitalter vorzubereiten. Denn in spätestens 20 Jahren kommt kei- ner mehr an der grünen Energie vorbei. da, auch wenn sie teilweise unbegründet sind. Die erste Aufgabe der Kommunen muss sein, die Bevölkerung durch transparente Kommunikation dahin zu führen, dass sie Wasserstoff als neue Energieform akzeptieren. So wie es beispielswei- se im Wasserstoff-Infocenter in Düren gemacht werden soll. Dort werden viele Informationen und praktische Anwendungsbeispiele in Zukunft zu sehen sein. Darüber hinaus sollten die Verant- wortlichen der Kommunen mit ihren Mobilitätsan- bietern im Nahverkehr sprechen und gemeinsam prüfen, ob Elektromobilität auf Wasserstoff- oder auf Batteriebasis für die Region wirtschaftlicher ist. In der Zukunft wird es kein Gegeneinander der beiden Antriebsstoffe geben, sondern ein Nebeneinander. #4 Ist das nicht trotz allem noch Zukunftsmusik? Ganz und gar nicht. Wir können in Japan bereits die Effekte aus früheren politischen Entscheidun- gen pro Wasserstoff beobachten. Dort werden die gleichen Techniken eingesetzt, mit denen wir uns in Deutschland beschäftigen: in Fahrzeugen und bei Heizungen. Für die Olympischen Spiele 2020 in Tokio wird das Sportlerdorf komplett auf Was- serstoffbasis beheizt und der Verkehr mit Wasser- stoff betrieben. Wenn das Bundeswirtschaftsmi- nisterium sein Konzept zur Wasserstoffstrategie in Deutschland vorstellt, bekommt das Thema auch politisch starken Rückenwind. Dann erleben wir den Beginn des Wasserstoff-Zeitalters. Dieses Momentum sollten die Städte und Gemeinden zu ihrem Vorteil nutzen. #1 Warum sollten sich Entscheider in Kommunen mit dem Thema Wasserstoff auseinandersetzen? In Deutschland haben wir uns zum Ziel gesetzt, bis 2050 auf fossile Brennstoffe nahezu komplett zu verzichten. Und das aus gutem Grund: Wir müssen die Erderwärmung dringend stoppen. Wer bei Gas auf CO2 verzichten will, kommt an Wasserstoff als „grü- ner Alternative“ zum fossilen Erdgas nicht vorbei. Da- her werden in den Sektoren Mobilität, Industrie und Wärme viele Prozesse auf Wasserstoff umgestellt. Das wirkt sich stark auf die Energieversorger aus. Ein besonders vielversprechender Markt für Wasserstoff ist die Mobilität im Fern- und Schwerlastverkehr, denn Wasserstoff kann seine Vorteile gegenüber batte- riebetriebener Mobilität auf langen Strecken und bei schweren Ladungen ausspielen. Das Modellprojekt in Düren zeigt eindrucksvoll, wo Wasserstoff im ÖPNV Sinn ergibt. Dort legen Buslinien so lange Strecken zurück, dass Wasserstoff wirtschaftlich sinnvoller ist. (Weitere Informationen zum Modellprojekt Düren lesen Sie auf Seite 12.) #2 Bestehen neben den Chancen auch Risiken bei Wasserstoff? Das Risiko für Entscheider besteht nur darin, sich zu spät mit dem Thema zu beschäftigen. Wasserstoff wird sich als Energiequelle durchsetzen. In 20 Jah- ren kommt keiner mehr an Wasserstoff vorbei. Bei innogy rechnen wir schon heute damit, dass es zwei unterschiedliche Netzbereiche geben wird: Ein rei- nes Wasserstoff-Netz und eines mit einem Gemisch mit bis zu 20 Prozent Wasserstoff. Sonst erreichen wir die Dekarbonisierungsziele nicht. #3 Was raten Sie Kommunen, die sich dem Thema Wasserstoff nähern wollen? Kommunen sollten bereits heute ihre Bürgerinnen und Bürger auf das Wasserstoff-Zeitalter vorberei- ten. Denn, machen wir uns nichts vor, Ängste sind 8

Herr Dr. Jörissen, warum ist Wasserstoff der alternative Energie- träger der Zukunft? Wasserstoff ist ein „sauberer Energieträ- ger“ – er ist umweltfreundlich, ungiftig, geruchlos, kann sehr einfach aus Wasser hergestellt werden, in großen Mengen über lange Zeiten gespeichert werden und ist – wie Erdgas – über Rohrleitungsnetze oder als verdichtetes bzw. verflüssigtes Gas über weite Strecken transportierbar. Wasserstoff hat als „stofflicher Energie- träger“ eine hohe spezifische Energie. Die Herstellung von Wasserstoff steht am Beginn einer jeden Wandlungskette. Eine Weiterverarbeitung zu synthetischem Erd- gas oder synthetischem Diesel geht einher mit einem Verlust an Nutzenergie. Die Betankung eines Wasserstofffahr- zeugs ist genauso schnell wie die Betankung eines Dieselfahrzeugs. Das Verbrennungsprodukt Wasser wird durch einen natürlich existierenden Kreislauf transportiert. Welche Risiken gibt es im Zusammenhang mit der Anwendung und dem Gebrauch von Wasserstoff? Zunächst einmal ist Wasserstoff ein brenn- bares Gas, das mit Luft zündfähige Gemi- sche bilden kann. Die Risiken sind vergleich- bar mit denen beim Umgang mit Erdgas. Infolge der schnelleren Brenngeschwindig- keit müssen Ausbreitungsbetrachtungen sowie Brand- und Explosionsschutzmaßnah- men den Verhältnissen angepasst werden. Für den Einsatz in Brennstoffzellen wird ein sehr reines Produkt benötigt, wobei derzeit kein brennstoffzellenverträgliches Odorie- rungsmittel bekannt ist. Wasserstoff- „ Die Risiken sind vergleich- bar mit denen beim Umgang mit Erdgas“ Dr. Ludwig Jörissen vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) ist Spezialist für Brennstoffzellengrundlagen. aus tritte müssen in diesem Fall über tech- nische Mittel detektiert werden. Geeignete Sensoren dafür existieren bereits. Welche Sicherheitslösungen existieren noch? In der chemischen Prozesstechnik wird Wasserstoff in großen Mengen seit sehr langer Zeit sicher gehandhabt. Es liegt also ein beträchtlicher Erfahrungsschatz zum Umgang mit Wasserstoff im professionel- len Umfeld vor. Sind unsere Erdgasleitungen wasser- stofftauglich? Grundsätzlich haben die alten Stadtgaslei- tungen bereits ein wasserstoffreiches Gas verteilt. Wasserstoff ist allerdings in der Lage, manche Werkstoffe (z. B. hochfeste Stähle, Titan oder bestimmte Kupferwerk- stoffe) zu verspröden. Aus diesem Grund muss stets darauf geachtet werden, dass der für die Gasleitung verwendete Werkstoff mit Wasserstoff verträglich ist. Dies gilt beson- ders für die Gashochdruckleitungen, die für den Ferntransport genutzt werden. Wie viel Wasserstoff könnte in den Leitungen gegen Erdgas ausgetauscht werden? Das ist Gegenstand laufender Forschungs- arbeiten. Die DVGW-Regelwerke sehen Ein- speisungen im „einstelligen Prozentbereich“ vor. Da sich die Fließeigenschaften und der Heizwert von Erdgas und Wasserstoff stark unterscheiden, spielen auch verbrauchersei- tige Restriktionen eine Rolle. Wasserstoff wirkt sich z. B. auf die Klopffestigkeit in Erdgasmotoren oder die Temperaturen in Turbinenbrennkammern aus. Grundsätzlich sind höhere Wasserstoffkonzentrationen als 10 Prozent darstellbar. 9

innogy gewinnt Ideenwettbewerb „Reallabore der Energiewende” Wie die Energiewende in Stadtquartieren gelingen kann Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier hat im Juli die Gewinner des Ideenwettbewerbs „Reallabore der Energiewende“ bekannt gegeben. Zu den 20 vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) ausgewählten Konzepten gehört auch „SmartQuart“, das ein Konsortium aus zehn Partnern unter der Leitung des Energieunternehmens innogy erarbeitet hat. In den Städten Essen (siehe Bild unten) und Bedburg in Nordrhein-Westfalen sowie Kaisersesch in Rheinland-Pfalz (lesen Sie dazu auch das Interview auf Seite 4-5) werden in dem vorgeschlagenen Projekt einzelne Stadtquartiere jeweils in sich und miteinander vernetzt. Der Anteil der erneuerbaren Energien im Stromsektor beträgt aktuell bereits über 40 Prozent. Die Sektoren Wärme und Mobilität zeichnen sich jedoch weiterhin durch einen hohen Anteil fossiler Primärenergieträger aus. Sollen die deutschen Klimaschutzziele erreicht werden, muss der Anteil erneu- erbarer Energien in allen Sektoren und in allen Bereichen des täglichen Lebens noch deutlich wachsen. Genau hier setzt das Projekt „SmartQuart“ an – bei einer durch Bürger getriebenen Energie-, Wärme- und Mobilitätswende aus den Quartieren heraus. Wichtige Faktoren sind dabei die dezentrale Sektorkopplung und die Wasserstoffspei- cherung auf kommunaler Ebene, um die Energiewende in den Bereichen Mobilität, Wärme und Strom umzusetzen. „Zentrales Projektelement ist der Austausch von Energie innerhalb und zwischen den Quartieren”, erklärt Dr. Andreas Breuer, Leiter Neue Technologien/Projekte bei innogy: „Diese werden über Informations- und Kom- munikationstechnik angesteuert, auf lokaler Ebene erzeugungs- und verbrauchsbezogen Kettwiger Straße HBF S U GHotel DB Schenker innogy A40 Siemens Deutsche Bank B224 LiteraturQuartier Europa-Center niu Hotel U SmartQuart optimiert und in sektorenübergreifenden Netzen verbunden. Basis hierfür bildet eine transparente, diskriminierungsfreie und Drit- tanbietern offenstehende Plattform. So soll ein ganzheitliches, nachhaltiges und skalier- bares Quartierskonzept für eine erneuerbare Energie- und Wärmeversorgung demonstriert werden.“ „SmartQuart” repräsentiert typische Stadt- quartiere von niedrig verdichteten ländlichen bis hin zu sehr hoch verdichteten städti- schen Räumen. Durch die Abbildung dreier für Deutschland typischer Räume sind die Konzepte auf andere Quartiere übertragbar. In allen drei Stadtquartieren beteiligen sich Bewohner, Energieversorger sowie lokale Technologieanbieter an der Umsetzung von „SmartQuart“. Projektpartner sind neben innogy noch gridX GmbH, Hydrogenious Technologies GmbH, OFB Projektentwick- lung GmbH, RWE Power AG, RWTH Aachen University, Stadt Essen, Stadt Bedburg, Ver- bandsgemeinde Kaisersesch und Viessmann Werke GmbH & Co. KG. Assoziierte Partner sind die Siemens AG und die H2 MOBILITY Deutschland GmbH & Co. KG. Zur Umset- zung des Projekts hat innogy einen Antrag beim Bundesministerium eingereicht. Weitere Infos: www.bmwi.de Über die „Reallabore der Energiewende“ „Reallabore der Energiewende“ sind eine neue Fördersäule im Energieforschungs- programm der Bundesregierung. Unterneh- men erproben dabei in einer Region den realen Betrieb von neuen Technologien. Sie analysieren gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Forschung die Wechsel- wirkungen mit dem Energiesystem und der Gesellschaft. Vor Ort zeigt sich, wie Akteure und Technologien der Energiewende inter- agieren. Auf diese Weise werden wertvolle Erfahrungen gesammelt, um den Transfer von Innovationen in die Praxis zu beschleu- nigen. Die Ergebnisse der Reallabore zeigen auch, wie die gesetzlichen Rahmenbedin- gungen weiterentwickelt werden müssen, damit Geschäftsmodelle langfristig wettbe- werbsfähig sein können. 10

Bundesförderung für Wasserstoff und Brennstoffzelle „Das Potenzial ist riesig“ Der Bund stellt den Kommunen für die Energiewende Fördermittel in Millionenhöhe zur Verfügung. Doch die bereitgestellten Gelder werden nur zu einem Bruchteil abgerufen. Martin Kutschka, Dipl.- Ing. Verfahrenstechnik beim För- dermitteldienstleiter febis Service GmbH, arbeitet seit Jahren mit innogy zusammen und streicht die Vorteile für die Städte und Ge- meinden heraus. Dipl.-Ing. Martin Kutschka reduzieren – auch die Kommunen. Deshalb gehe ich davon aus, dass es in Zukunft einen Nachfrageanstieg geben wird. #2 Sie beraten die Kommunen. Vor welchen Her- ausforderungen stehen Sie dabei? Dass die Vorteile der Fördergelder klar verständlich und übersichtlich sein müssen. Leider sind sie es nicht. Bei- spielsweise erhalten die Kommunen bislang keine Kosten- Nutzen-Rechnung. Auch in den Bereichen E-Mobilität oder Stromeffizienz gibt es keine ausreichenden Erklärungen. Hier müssen wir den Hebel ansetzen. Zum einen durch professionelle Beratung und Unterstützung beim Ausfül- len der Anträge, aber auch durch Rechenmodelle. #1 Herr Kutschka, das Geld ist da, aber es wird nicht abgerufen. Warum nicht? Eine gute Frage. Die Strompreise werden auch in der Zu- kunft steigen. Deshalb ist es für die Kommunen wirtschaft- lich, auf regenerative Energie umzusteigen. Doch von den rund 13.000 Kommunen haben nur 1.000 die bereitgestell- ten Fördermittel abgerufen. Das Potenzial ist also riesig. Ich bin froh, dass nach dem zweiten Jahrhundertsommer das Thema Umweltschutz endlich wieder in der Öffent- lichkeit angekommen ist. Wir müssen die Treibhausgase #3 Wie sehen diese Rechenmodelle konkret aus? Wir erstellen derzeit einen modularen Online-Rechner, der auf der Homepage der e-kommune (e-kommune.de) erscheint. Unseren Partnerkommunen wird er kostenlos zur Verfügung gestellt. Mit ihm werden alle Zuschüsse je nach Bedarf aufgeschlüsselt. So wird klar, wann sich die Anschaffung rentiert. Die Wirtschaftlichkeit ist vor allem für die Kommunen das A und O. Weitere Infos: www.e-kommune.de innogy unterstützt die gesamtheitliche Entwicklung auf vielen Ebenen Sicherheit für die Welt von morgen Im Rahmen der Energiewende entsteht eine starke Nachfrage nach geeigneten Energieträgern zur Reduzierung von Emissionen. Neben Strom wird auch Wasserstoff eine wesentliche Rolle spielen. Wasserstoff bietet über den Energiesektor hinaus anderen Sektoren vielfältige, klimafreundliche Anwendungsmöglichkeiten und kann hervor- ragend erzeugt, umgewandelt, gespeichert und transportiert werden. Alexander Ramm aus der Netzentwicklung der innogy: „Infrastruktur be- nötigt aufgrund ihrer jahrzehntelangen Lebensdauer auch eine langfristige Perspektive, die wir im Rahmen einer Arbeitsgruppe ausgelotet haben. Im Gasbereich wird ein methanbasiertes Mischsystem mit erhöhtem Wasser- stoffanteil und ein System für reinen Wasserstoff erwartet.” Dazu müssen geeignete Netze und Speicher zur Verfügung stehen. Am Ende kann dies die gesamte Versorgung und damit auch die kommunale Ebene beeinﬂussen. Ramm ergänzt: „Hierzu müssen wir uns jetzt vorbereiten. Dazu gehört z. B. auch, dass erfolgreich Einspruch gegen ein Exklusivrecht eines Industriegase-Unternehmens eingelegt wurde, das sich europaweit die Spei- cherung von reinem Wasserstoff in Kavernen patentieren ließ.“ „ Die Energiewende ist kein Selbstläufer und vor allem gemeinsame Anstrengungen und Kooperationen führen zum Erfolg.“ Alexander Ramm Netzentwicklung innogy 11

Landrat Wolfgang Spelthahn geht voran Düren stellt ÖPNV auf H2 um Den öffentlichen Nahverkehr bis zum Jahr 2030 vollständig auf Wasserstoff umstel- len – das ist das ehrgeizige Ziel des Kreises Düren in der Region Aachen. Besonders der Dürener Nordkreis ist geprägt durch die noch aktiven Tagebaue Inden, Hambach und Garzweiler, die sich bereits heute im Transformationsprozess befinden. Busse investieren, sondern auch ein Tank- stellennetz aufbauen. Damit aber nicht genug. Das Besondere ist: Der Kreis Düren setzt neben Bussen auch auf Wasserstoff- züge.” Diese werden auf den geplanten Strecken Düren – Euskirchen (Bördebahn), Linnich – Baal (Lückenschluss) sowie zwischen Aachen und Jülich („Brain-Train”) eingesetzt. Bei diesen Vorhaben unterstützen innogy und die innogy Westenergie GmbH den Kreis mit ihrem Know-how. Dr. Stefan Küppers, Geschäftsführer Tech- nik bei der Westnetz GmbH, berichtet: „Es ist vorbildlich, dass Landrat Spelthahn so innovativ denkt und die Zukunftstechno- logie vorantreibt.“ In den nächsten Jahren müsse nun die Akzep- tanz in der Bevölkerung gesteigert werden. Küp- pers betont die Sicher- heit der Technologie: „Die Wasserstofftechnik ist nicht gefährlicher als die herkömmlichen Antriebstechniken.“ Das weiß auch Landrat Spelthahn, der darauf hinweist, dass Was- serstoff ein Segen für seinen Kreis sei: „Das Projekt stellt eine zuverlässige Lösung der Mobilität dar, ist klimaneutral und schafft Arbeitsplätze.“ Ein Konzept, das sicherlich auch für andere Kommunen interessant ist. Grund genug, den anste- henden Strukturwandel auch für einen Wandel des öffentlichen Nahverkehrs zu nutzen. Der Kreis Düren stellt auf Wasserstoff um. Bei wasserstoffbetrie- benen Verkehrsmitteln handelt es sich um Elekt- rofahrzeuge, die über eine Brennstoffzelle verfügen. Sie tanken Wasserstoff, der in Strom umgewandelt wird, und stoßen keine umweltschädlichen Abgase, sondern sauberes Wasser aus. Dürens Landrat Wolfgang Spelthahn kon- kretisiert die Pläne: „Wir werden nicht nur in bis zu zehn mit Wasserstoff betriebene „ Das Projekt stellt eine zu- verlässige Lösung der Mobi- lität dar, ist klimaneutral und schafft Arbeitsplätze.“ Dürens Landrat Wolfgang Spelthahn Zudem soll der Wasserstoff auch lokal produziert werden. Bis 2022 wird eine erste rund 2,6 Kilometer lange Pipeline das Gelände von Rurtalbahn (Schienenverkehr) und Dürener Kreisbahn (Bus) versorgen. Ehrgeiziges Ziel für klimaneutrale Fahrten FlixBus entwickelt Wasserstoff-Reisebus In spätestens zwei Jahren will der Mobilitätsanbieter FlixBus die Kunden klimaneutral mittels Brennstoffzellen-Bus von A nach B bringen. Die Fahrzeuge sollen ohne Nachtanken eine Strecke von 500 Kilometern zurücklegen. Das reicht für die Fahrt von Köln bis Hamburg. Auch das Tanken mit Wasserstoff soll innerhalb von 20 Minuten abge- schlossen sein. Der Reisespezia- list arbeitet gemeinsam mit dem Technologieunternehmen Freu- denberg Sealing Technologies an der Umsetzung des Projektes. Neben dem Bus-Fernverkehr soll das geplante Hybridsystem aus Batterie und Brennstoffzelle auch für LKWs und den Schienenver- kehr umgesetzt werden. Impressum Herausgeber: innogy SE, Sparte Netz & Infrastruktur/Kommunikation, Opernplatz 1, 45128 Essen · Redaktion: Dr. Peter Heinacher (V. i. S. d. P.), Julia Simon, Jan Steinberg, Stefanie Fuhrmann · Gestaltung: KOOB – Agentur für Public Relations GmbH · Fotos: Alamy Stockfoto (S. 1: Titelfoto, S. 8: Hintergrundmotiv), Gettyimages/Antonio De Cristofaro (S. 2: Industrieanlage), Hans Blossey (S. 10: Essen-City); S. 12: Flixbus; weitere Motive: innogy SE. i . r e p a p g n i l i c y c e R m e g % 0 0 1 m e t r e z i i f i t r e z f u a t k c u r d e G

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