24. Business Lunch Klimaplattform der Wirtschaft Region Basel

Die Entwicklung von Wasserstoff in Europa

D. Mulzer I COO I Klimaplattform der Wirtschaft I

25.11.2022

INFRASTRUKTUREN UND GRÜNER WASSERSTOFF

Business Lunch – Klimaplattform der Wirtschaft Region Basel

Dr. Sebastian Deininger, Leiter, Verkehr, Raumplanung, Energie und Umwelt

2

Dekarbonisierung Speicherung

: E i g e n e D a r s t e l l u n g a u f B a s i s d e r G e s a m t e n e r g i e s t a t i s t i k S c h w e i z , B F E 2 0 2 2

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Dekarbonisierung Speicherung

Elektrizitätsbilanz der Schweiz im Kalenderjahr, in TJ, Mittelwerte

Dekarbonisierung Speicherung

Handelskammer beider Basel | Infrastrukturen und Grüner Wasserstoff

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Wasserstoff –von der Basis-Chemikalie zum Energieträger

Klimaplattform der Wirtschaft Region Basel

Philipp Dietrich H2 Energy Europe Basel, Nov 2022

Eigenschaften und Eigenheiten von Wasserstoff

Wasserstoff ist das häufigste chemische Element im Universum Bestandteil des Wassers und beinahe aller organischen Verbindungen. Es ist das chemische Element mit der geringsten Atommasse Kommt in der Natur als H2-Molekül nur selten allein vor, weil es sich meist sehr schnell zu Wasser reagiert

H2 + ½ O2  H2O

Wasserstoff ist: Ungiftig und nicht reizend Umweltneutral, nicht wassergefährdend Geruchlos Geschmacksneutral Unsichtbar Leicht flüchtig Im Freien nicht explosiv Nicht radioaktiv Nicht krebserzeugend Hochwertiger Energieträger

Wichtigste Kenngrössen:

Schmelzpunkt fest: -259,2 C Siedepunkt flüssig (LH2): -252,8 C

Dichte gasförmig (GH2): 90 g/l

Energie/unterer Heizwert: 3,0 kWh/Nm3 Energie/unterer Heizwert: 33,33 kWh/kg Zündbereich in Luft: >4% bis < 77%

Erzeugung von H2 – Herstellverfahren und Rohstoffe

Dampfreformierung von Erdgas od. Naphta

Petrochemie: Benzinreformierung

Kohlevergasung

Petrochemie: Ethylenproduktion

Elektrolyse

2% 7% 10% 18% 24% 38%

Sonstige chemische Industrie

Reaktion: 2H2O (l)  2H2 (g)+ O2 (g) System-Wirkungsgrad (70%) 9 Liter Wasser pro kg H2 Elektrolyseure kann 30-40 bar H2 erzeugen, reduziert Verdichtungsenergie

34-78% der fossilen Energie muss mittels Wasserstoff dekarbonisiert werden

100% =

196 TWh

• Massiver Wechsel zu einer Wasserstoff-basierten Energieversorgung ohne bestehende Infrastruktur

• Ca. 50% der CH Energie muss durch Wasserstoff bereitgestellt werden

Upper Limits: Maximales Potenzial (siehe Folie vorher)

Lower Limits: 1/3 des maximalen Potentials

Martin Rüdisüli, Sinan L. Teske, Urs Elber: Impacts of an Increased Substitution of Fossil Energy Carriers with Electricity-Based Technologies on the Swiss Electricity System; Energies (2019);

• Fluktuation von elektrischer Energie wird zunehmen

• Winterstromlücke wird zunehmen

• Netzbelastung wird zunehmen

Stabilität des elektrischen Netzes

der Zukunft?

‘Grüner’ Wasserstoff in der Schweiz Vor 2016

?

Die Wasserstoffwüste Schweiz

Schweiz 2021: Weltmarkführer bezüglich Volumen pro Tankstelle und Tankstellenpenetration pro Kopf

Vertankte Menge H2 pro Wasserstofftankstelle und Land

In kg H2 pro Tankstelle und Jahr

Source: LBST, www.h2stations.org

Anzahl Wasserstofftankstellen pro Million Einwohner und Land

H2

Energy Hyundai H2-LKW-Flotte - Reichweite 400 km - GG 34 t - 'Pay-per-use' Modell

Herstellung und Versorgung von ‘grünem’ Wasserstoff durch Hydrospider

Übergabe der ersten Wasserstofftrucks an sieben unterschiedliche Kunden

Integration in bestehende Tankstellen

Wo wir heute mit dem Wasserstoff- Ökosystem in der Schweiz stehen

Fahrzeuge

Anzahl LKW in Betrieb 47 Nächste LKW-Lieferungen Q4/2022

Fahrleistung (Nov, 2022)

Total ca. 5‘500‘000 km Durchschnitt in 2021 230 km/Tag Maximal gefahrene Distanz 687 km/Tag

CO2 Einsparungen ca. 5’000 Tonnen

Esbjerg – Hot Spot for first GW Hydrogen Production

Esbjerg is a seaport town and seat of Esbjerg Municipality on the west coast of the Jutland peninsula in southwest Denmark. By road, it is 71 km west of Kolding and 164 km southwest of Aarhus. With an urban population of 72,044 it is the fifth-largest city in Denmark, and the largest in West Jutland.

Elevation: 11 m

Population: 115,932 (2017) United Nations

Esbjerg is the central location in one of the two key landing zones in Denmark

According to WEF, Denmark ranks 3rd for the most sustainable countries

DK is strong regarding

• Political support

• Permitting effic.

• World-leading country in wind energy and wind turbine prod.

• Export ambitions

• Geography

Source: Fostering Effective Energy Transition 2021 edition

Denmark is located in an area with a shallow seabed and an above-average amount of wind in the North Sea

Connection to off-takers (HD trucks and shipping):

ideal place for pipeline development, 50km to road transportation off-takers, 3km to port of Esbjerg, proximity to Germany/exports

Denmark has approved a plan to build an artificial island in the North Sea that will be a hub to hundreds of offshore wind turbines, 260m tall, that will generate 10GW, enough energy for 10 million households

Restricted grid capacity of max 0,7GW and power demand leading to electric grid congestions

Esbjerg

Value Chain of the Business Model Infrastructural Set-up with H2 Hub in Fredericia

Injection to natural gas grid

Lemvig

Egtved

One Giga-Watt PtX site in Esbjerg

H2 pipeline to Egtved - Fredericia

Gridline to PtX site in Esbjerg

Off-shore wind park near Esbjerg

H2 Hub in Fredericia to off-takers

H2)

Esbjerg

H2 Energy will establish first worldwide hydrogen gigawatt plant

Gigawatt production plant in Esbjerg – 3D Rendering

Key take-home messages

• Wir stehen vor grössten Veränderungen in der Energieversorgung – Klimawandel hin oder her

• Die bestehenden Strom- und Batterienetze werden nicht ausreichen, um die fossile Energie ersetzen zu können: wir bauchen ‘Wasserstoffsysteme – also Gas’ als zusätzlichen Energievektor, um den Energiewandel bewältigen zu können

• In der Mobilität kann Wasserstoff Nutzfahrzeuge und Auto mit hoher Laufleistung ohne starke Nutzungseinschränkung dekarbonisieren. Weitere Potenziale im stationären Bereich und Industrie

• Ecosysteme – von der Produktion bis zur Anwendung ermöglichen den Start

• Faktoren, welche eine schnelle Entwicklung bremsen

- Zu langsamer Zubau erneuerbarer Energie, zu lange Bewilligungsverfahren

- Wenig ausgereifte Marktmechanismen – zuviele Subventionen anstelle Lenkungsabgaben

- Keine klare Verantwortung bezüglich Umsetzung (Politik vs. Unternehmen)

Die Transformation des Erdgasnetzes zu Wasserstoff in Südwestdeutschland

@Klimaplattform der Wirtschaft Region Basel

Unternehmen

Gastransport

100% Tochter der EnBW

2020/2021 Erwerb & Integration der Gas-Union Transport

2.700 km Hochdruckleitungsnetz in Baden-Württemberg und Hessen und 2.200 km Glasfaserinfrastruktur in BadenWürttemberg

63 nachgelagerte Netzbetreiber, 22 Industriekunden > 300 Mitarbeitende an 9 Standorten > Betrieb von 2 Verdichterstationen

3 Untertagespeicher im Netz eingebunden

Von Niedersachsen bis zum Bodensee Gasleitung Standort Grenzübergangspunkt

105 TWh transportierte Menge in 2020 > Versorgungssicherheit auf höchstem Niveau für 2/3 aller Städte und Gemeinden in BW, Teile Hessens, der Schweiz sowie Vorarlberg und Liechtenstein

Wasserstoff für Baden-Württemberg

Wasserstoff

Der deutsche Plan

FNB stellen gemeinsame Wasserstoffnetzmodellierung vor

˃ Mit dem Zwischenbericht des NEP Gas Gas 20222032 haben die FNB Mitte Juli 2022 ihre Wasserstoffnetzmodellierung veröffentlicht, die sie gemeinsam mit anderen potenziellen Wasserstoffnetzbetreibern erarbeitet haben ˃ Die Wasserstoffmodellierung zeigt eine mögliche Ausgestaltung des deutschlandweiten Wasserstoffnetzes ˃ Maßnahmen im Netzgebiet der terranets bw sind ˃ Berücksichtigung SEL zwischen Lampertheim und Altbach ab 2032 ˃ MIDAL/SPO

Wasserstoff für Baden-Württemberg

Quelle: FNB Gas e.V.

Quellen

und Transportrouten Anbindung an die europäische Wasserstoff-Infrastruktur

Umstellung Neubau

Variante 1 Variante 2 Variante 3 Umstellung Neubau

SEL & CEL 2030 SEL, Pilot, OSBodensee

terranets ist im Austausch mit vorgelagerten Netzbetreibern und möglichen Produzenten über drei mögliche Routen

Ostsee 1 Frankreich 2 Nordsee 3

Anbindung über Gascade und ONTRAS ab 2030 Pilotprojekt über GRT in Abstimmung Anbindung über OGE (H2ercules-Projekt) ab 2030

Erkenntnisstand: die Verfügbarkeit von Wasserstoff in Baden-Württemberg ist im industriellen Maßstab ab 2030 über H2ercules und Ostsee realistisch

D i e s e P r ä s e n t a t i o n e n t h ä l t w i r t s c h a f t l i c h r e l e v a n t e I n f o r m a t i o n e n n a c h § 6 a E n W G u n d m u s s v e r t r a u l i c h b e h a n d e l t w e r d e n

Wasserstoff für Baden-Württemberg

2-Anbindung für Baden-Württemberg

Schrittweise Umstellung von Leitungsabschnitten

Rhein-Neckar und Großraum Stuttgart: Versorgung von Lampertheim ab 2030 via SEL

3a

1 4 2

3b Region Schwarzwald-Baar: Planung Neubau erst möglich bei Anfrage

Anschluss Kraftwerke + min. 25% Gassubstitution bei Verteilnetzbetreibern erforderlich (ca.5,1 GWh/h)

Fernleitungen RheinEbene: H2-Versorgung durch OGE/Fluxys ab 2040 möglich

Raum Aalen und nördlich Aalen: Planung Neubau erst möglich bei Anfrage Hier möglich bei hinreichendem Bedarf: Verlängerung SEL (SBissingen) als H2-Option für Raum Göppingen –Heidenheim – Ulm + Bayern

Raum Bodensee/Oberschwaben: Aufspeisung im Raum Ulm ab 2035

ca. 7 Jahre Vorlauf (min. 2 GWh/h Gassubstitution bei Verteilnetzbetreibern und Industriekunden); H2 wird über Ingolstadt vermutlich erst ab 2040 geliefert

Wasserstoff für Baden-Württemberg

Wasserstoff-Abfrage April 2021

Deutschlandweite Wasserstoff-Abfrage April 2021

Baden-Württemberg: Starker Anstieg der Bedarfe

Leistung Menge

> Moderater Zuwachs bis 2029

> Ab 2030 stark anwachsender Bedarf (Leistung und Menge)

> Übersteigt lokale Erzeugung um ein Vielfaches

Wasserstoff für Baden-Württemberg

Wir ergreifen die Initiative

Worauf es jetzt ankommt

Worauf es jetzt ankommt

Informieren – Planen – Handeln

Unternehmen sowie Verteilnetzbetreiber und Stadtwerke müssen jetzt planen

> Langfristig Planen, Klimaschutzgesetzgebung schon jetzt im Blick haben

> Prüfen, welche Alternativen zur Verfügung stehen und ökonomisch sinnvoll sind

> Wasserstoffbedarfe schon heute bei Verteil- oder Fernleitungsnetzbetreiber anzeigen

Stabiler gesetzlicher Rahmen muss zeitnah geschaffen werden

> Unmittelbare Integration der Netzbetreiber in die kommunale Wärmeplanung

> EU: Beibehaltung des ITO-Modells

> Einführung eines verbindlichen und integrierten Netzplanungsprozesses für Gas (Wasserstoff und Methan)

> Einführung eines konsistenten, einheitlichen und verpflichtenden Regulierungsrahmens für alle Betreiber eines Wasserstoffnetzes der öffentlichen Versorgung

> Verlässlicher Finanzierungsrahmen, welcher die Refinanzierung der Investitionen der Netzbetreiber und wirtschaftlich tragbare Netzentgelte insbesondere in der Markthochlaufphase ermöglicht

Wasserstoff für Baden-Württemberg

Weitere Informationen finden Sie unter: LinkedIn

https://www.linkedin.com/ company/wasserstoff-f %C3%BCr-baden-w %C3%BCrttemberg

Xing

https:// www.xing.com/ pages/wasserstofffuer-badenwuerttemberg

Erdgas

• Raumwärme in erster Linie durch Fernwärme

• Industrie braucht hohe Temperaturen: Ersatz Erdgas durch Strom oder Wasserstoff Treibstoffe

• Personenverkehr in erster Linie durch E-Mobilität dekarbonisieren

•

•

Fortschritt Wasserstoffprojekte Region Basel

Potenzial in unseren Pilotprojekten entdecken

Ab 2020: Erste Pilote

2022:

• Eröffnung Tankstelle Frenkendorf

• Grundsteinlegung Tankstelle Pratteln

• MoU Import Wasserstoff aus SAE

• Gründung trinationale Initiative 3H2

2020:

• Erste Wasserstoff-LKW

• Produktionsanlage Wyhlen

2021:

• Antrag Produktionsanlage Birsfelden

• Antrag Produktionsanlage Augst

• Gründung Initiative H2-Hub Schweiz

Ab 2025: Aufbau erste Leitungsinfrastruktur

Ab 2035: Start Skalierung 2045 Ca. 2035: Anschluss an europäisches Wasserstoffnetz

Dr. A. Janssen | Klimaplattform der Wirtschaft

Beispiel

Initiative H2-Hub Schweiz

: Kommentar aus der Wissenschaft F. Krysiak

Energieperspektiven 2050+ (BfE)

: Kommentar aus der Wissenschaft F. Krysiak

0.00 2.00 4.00 6.00 8.0010.0012.0014.0016.0018.0020.0022.00 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Spotmarkt (nach § 3 Nr. 42a EEG) 07.05.08 02.05.12 Uhrzeit

Strompreise

P r e i s i n E U R / M W h

100

80

60

40

20

0

-20

-40

P r e i s i n E U R / M W h 0.00 2.00 4.00 6.00 8.0010.0012.0014.0016.0018.0020.0022.00 -60

P r e i s i n E U R / M W h

Spotmarkt (nach § 3 Nr. 42a EEG) 07.05.08 02.05.12 04.05.16 06.05.20 05.05.21

0.00 2.00 4.00 6.00 8.0010.0012.0014.0016.0018.0020.0022.00 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Spotmarkt (nach § 3 Nr. 42a EEG) 07.05.08 02.05.12 04.05.16 06.05.20 Uhrzeit

Uhrzeit

Trinationale Wasserstoff Initiative 3H

Trinationale Wasserstoff Initiative 3H2

Grundidee 3H2

Vis ion Mission

Gemeinschaftliches europäisches Versorgungsnetz basierend auf grünem Wasserstoff Aufbau einer grenzüberschreitenden H2-Netzinfrastruktur (F-D-CH) von den nationalen Netzknotenpunkten (z.B. Karlsruhe) entlang des Rheins bis zum Bodensee (Oberrhein/Hochrhein)

Ziele

Real existierende Wasserstoffinfrastruktur am Ober-/Hochrhein bis 2035; Anschluss an internationale Netzinfrastruktur; Versorgung unserer Industrie mit grünem Wasserstoff

Strategie

Aufbau der professionellen Initiative 3H2 als Dachmarke für Wasserstoffaktivitäten

Aktivitäten von 3H2

Lobbyarbeit, Infoplattform, Kommunikation, Netzwerken F-D-CH), Projektinitiierung; Umsetzungsbegleitung von regionalen H2Projekten; Koordination von Arbeitsgruppen (Erzeugung, H2Pipelines, Kundenanforderungen, Politische Rahmenbedingungen, Fördermittel)

Trinationale Wasserstoff Initiative 3H

Auf den Punkt gebracht







2



Die Initiative 3H2 ist der zentrale Knotenpunkt für alle Aktivitäten bzgl. Wasserstoff in der trinationalen Region Ober- und Hochrhein.

Die Initiative 3H2 schafft die organisatorischen Rahmenbedingungen für anwendungsbezogene Wasserstoffprojekte zum Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft/-infrastruktur.

Die Initiative 3H2 ist Interessenvertreter der Unternehmen und agiert als Bindeglied zwischen Wirtschaft, Forschung und Politik.

Die Initiative 3H2 bündelt und kommuniziert Wasserstoff-Information im Dreiländereck.

Trinationale Wasserstoff Initiative 3H2

Auf den Punkt gebracht



Die Initiative 3H2 lebt vom Engagement der unterstützenden Institutionen und deren Bereitschaft zur Mitwirkung am Aufbau einer grenzüberschreitenden Wasserstoffinfrastruktur

 Die Initiative 3H2 strebt ein stetiges Wachstum von unterstützenden Institutionen aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik an

Trinationale Wasserstoff Initiative 3H

Kreis der Initiatoren

41 Unterstützer der Initiative 3H2

Stand: November 2022

Trinationales Wasserstoff Forum am 25.04.2023 Organisation durch IWB, HKBB und Klimaplattform der Wirtschaft

Staffelstabübergabe: Oliver Jochum (3H2), Dirk Mulzer (IWB) und Sebastian Deininger (Handelskammer beider Basel) [v.l.n.r.]