Stuttgarts Weg zur grünen Zukunft: Der Green Hydrogen Hub

Ein Wasserstoffprojekt mit Signalwirkung 

Die Stadtwerke Stuttgart haben es sich zum Ziel gesetzt, am Stuttgarter Hafen einen Produktionsstandort für grünen Wasserstoff, den „Green Hydrogen Hub Stuttgart“ (GH2S) aufzubauen. Das englische Wort „hub“ bedeutet Knotenpunkt und ist bezeichnend für das Vorhaben der Stadtwerke: Denn neben der Produktion des grünen Wasserstoffs haben die Stadtwerke ein Logistikkonzept entwickelt, um Stuttgart und die gesamte Region vom Produktionsstandort ausgehend zu versorgen. Über eine Wasserstoff-Pipeline und mittels Trailer sollen Abnehmer mit dem klimaneutralen Energieträger beliefert werden.

Mit dem Green Hydrogen Hub Stuttgart weiten die Stadtwerke Stuttgart das Projekt H2 GeNeSiS  aus, an dem sie sich gemeinsam mit der Wirtschaftsförderung Region Stuttgart GmbH (WRS), dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung BW (ZSW), dem Steinbeis-Innovationszentrum Energieeffiziente und emissionsfreie Technologien (SIEET) und den Stadtwerken Esslingen am Neckar GmbH & Co. KG) beteiligen. 

Ziel: Wirtschaftliche Wasserstoffproduktion für die Region

Gemeinsam mit ihren Projektpartnern verfolgen die Stadtwerke Stuttgart mit dem Projekt H2 GeNeSiS und dem Stadtwerke-eigenen Projekt Green Hydrogen Hub Stuttgart das Ziel, eine wirtschaftlich tragfähige Wasserstoffproduktion inklusive Transportinfrastruktur (Pipeline und Trailer) im Neckartal aufzubauen. Das Projekt H2 GeNeSiS wird von der Europäischen Union (EU) und dem Ministerium für Umwelt und Klima des Landes Baden-Württemberg im Rahmen des EFRE-Programms „Modellregion Grüner Wasserstoff“ gefördert und soll zukünftig als Blaupause für andere Regionen dienen.

Wofür kann grüner Wasserstoff verwendet werden?

Grüner Wasserstoff ist vielfältig einsetzbar und trägt dazu bei, die Sektoren Mobilität, Industrie und Energieversorgung unabhängiger von fossilen Energieträgern wie Erdgas und Öl zu machen. Und er ist ein Stoff, über den Strom aus Sonnenlicht und Wind, der für den momentanen Bedarf nicht gebraucht wird, zwischengespeichert werden kann. Damit ist er ein wichtiger Baustein für das Erreichen der Klimaziele.

 

Vorteile für Geschäftskunden

Der Green Hydrogen Hub Stuttgart der Stadtwerke Stuttgart bietet zahlreiche Vorteile für Geschäftskunden.

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    grüner Wasserstoff in Brennstoffzellenqualität

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    flexible Belieferung nach kundenspezifischem Bedarfsprofil 

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    Bezugswege: Wasserstoff-Pipeline, Miet-Trailer (mit oder ohne Anlieferung), Abnahme mit eigenem Trailer

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    lokale Wasserstoffproduktion (geringe Transportdistanzen)

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    emissionsfrei (transparenter Strombezug und Carbon Footprint)

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    Versorgungssicherheit

„Klimaneutraler grüner Wasserstoff aus Stuttgart ist ein Gamechanger nicht nur für ansässige Unternehmen. Wir sehen in der klugen Nutzung regional erzeugten Wasserstoffs einen wertvollen Baustein für das Gelingen der Energiewende und zum Erreichen der Klimaneutralität.“
Frank Hägele, Leiter Geschäftsfeldentwicklung (Stadtwerke Stuttgart)

Green Hydrogen Hub Stuttgart (GH2S)

Am Green Hydrogen Hub Stuttgart produzieren zukünftig bis zu vier Elektrolyseure mit einer Leistung von bis zu 10 Megawatt grünen Wasserstoff. Zusammen mit einem Forschungselektrolyseur des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung BW (ZSW) werden sie mehr als 1.000 Tonnen grünen Wasserstoff pro Jahr erzeugen. Das entspricht der Energie von vier Millionen Litern Diesel. Wird diese Menge durch grünen Wasserstoff ersetzt, erspart das der Umwelt jährlich 10.000 Tonnen CO2. Aktuellen Planungen nach könnte ab 2030 grüner Wasserstoff zudem aus einer Fernleitung kommen und über den Hub in die Region verteilt werden.

Logistikkonzept

Die Stadtwerke Stuttgart haben ein innovatives Logistikkonzept für den Green Hydrogen Hub Stuttgart entwickelt. Eine Schlüsselkomponente ist die Wasserstoff-Pipeline im Neckartal, die von Stuttgart-Gaisburg bis Esslingen verläuft. Diese Pipeline, Teil des H2 GeNeSiS Projekts, wird durch eine Trailer-Abfüllstation am Green Hydrogen Hub ergänzt. Mit den Trailern ist es möglich, Abnehmer in bis zu 50 Kilometern Entfernung und damit zahlreiche Unternehmen in der Region zuverlässig und flexibel mit Wasserstoff zu versorgen. Auch Dritte, wie beispielsweise Logistikdienstleister, können sowohl grünen Wasserstoff am Green Hydrogen Hub abnehmen als auch in die Pipeline einspeisen. Über einen Anschluss an die Fernleitung SEL ist zukünftig auch eine Feinverteilung in die Region denkbar.

 

Bedeutung von grünem Wasserstoff für Stuttgarts Klimaneutralität

Stuttgart will im Jahr 2035 klimaneutral sein, zehn Jahre früher als Deutschland. Grüner Wasserstoff, der aus erneuerbaren Energien wie Wind- und Sonnenstrom erzeugt wird, ist ein wichtiger Baustein zum Gelingen dieses anspruchsvollen Ziels. Der klimaneutrale Wasserstoff ist vielfältig einsetzbar. Für den Mobilitätssektor sowie für zahlreiche Industriebetriebe ist er eine wertvolle Alternative zu fossilen Brennstoffen. Seine Verwendung ist entscheidend für die Reduzierung des Treibhausgasausstoßes und trägt maßgeblich zur Stabilisierung des schwankenden Angebots an erneuerbaren Energien bei.

Wasserstoff als Energiespeicher

Als speicherbarer Energieträger übernimmt Wasserstoff eine wichtige Funktion im Energiemanagement. Wann die Sonne scheint oder viel Wind weht, ist nicht planbar. Da im Stromnetz aber der momentane Bedarf an elektrischer Energie mit der Einspeisemenge immer im Gleichgewicht sein muss, damit das System stabil funktioniert, lässt sich die Menge des Naturangebots ohne Speichermedium nicht optimal nutzen. Durch die Speicherung überschüssigen Stroms in Form von Wasserstoff wird ein kontinuierlicher und ausgewogener Energiefluss gewährleistet.

 

Wasserstoff als Bindeglied zwischen Energieerzeugung und -verbrauch

Wasserstoff ist speicherbar und kann somit nach Bedarf als Energieträger für industrielle Prozesse oder Treibstoff genutzt oder rückverstromt werden. Damit leistet diese strommarktgeführte Betriebsweise einen wichtigen Beitrag für ein stabiles Stromnetz. Und auch die bei der Wasserstoffproduktion anfallende grüne Abwärme trägt zur Dekarbonisierung bei: Sie wird nutzbar gemacht, um Gewerbebetriebe oder Quartiere klimaneutral mit Wärme zu versorgen..

„Der Transport via Trailer ist ein wichtiger Schritt, um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten, denn grüner Wasserstoff kann so bei Bedarf flexibel und ohne Zeitverzug in der Region verteilt werden“
Dr. Daniel Lust, Projektmanager Wasserstoff

 

Projektstand Green Hydrogen Hub Stuttgart

Der Green Hydrogen Hub Stuttgart der Stadtwerke Stuttgart soll 2026 betriebsbereit sein.

Wasserstoff-Pipeline des Projekts H2 GeNeSiS

Über eine Wasserstoff-Pipeline im Neckartal können die Stadtwerke Stuttgart Abnehmer zukünftig direkt mit grünem Wasserstoff beliefern. Die Pipeline verläuft von Stuttgart-Gaisburg entlang der B10 bis nach Esslingen. Sie ist Teil des Projekts H2 GeNeSiS.

Fragen & Antworten

icon/arrow-right Was ist Wasserstoff und was ist „grüner“ Wasserstoff?

Wasserstoff ist ein natürliches chemisches Element, sein Elementsymbol im Periodensystem ist das H. Er kommt überall in der Natur vor, allerdings in gebundener Form. Wasser zum Beispiel besteht aus zwei Wasserstoff- und einem Sauerstoffatom. Für bestimmte Zwecke wie z.B: bei der Stahlherstellung oder der Ammoniakproduktion braucht man Wasserstoff in reiner Form. Dafür muss die Verbindung mit anderen chemischen Elementen aufgespalten werden. Dafür gibt es eine Vielzahl von Verfahren; allen gemein ist, dass Energie für die Ausspaltung eingesetzt werden muss. Der reine Wasserstoff lässt sich anschließend zum Beispiel als hochverdichtetes Gas oder in flüssiger Form speichern. Je nach Verfahren spricht man von blauem, grauem, grünem oder türkisfarbenem Wasserstoff. Grüner Wasserstoff wird zumeist durch Spaltung von Wasser in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff (Wasserelektrolyse) gewonnen. Dafür eingesetzt wird Strom, der aus erneuerbaren Energien wie Wind-, Solar- oder Wasserkraft erzeugt worden ist. Dadurch ist diese Wasserstoffherstellung CO2-frei, also grün. 

icon/arrow-right Wie unterscheidet sich grüner Wasserstoff von „grauem“ oder „blauen“ Wasserstoff?

Grauer Wasserstoff wird durch Dampfreformierung hergestellt, für die fossile Brennstoffe wie Erdgas, Kohle oder Öl genutzt werden. Bei diesem Verfahren entsteht das Treibhausgas Kohlendioxid (CO2), das an die Atmosphäre abgegeben wird. Als blauen Wasserstoff bezeichnet man grauen Wasserstoff, bei dessenHerstellung das entstehende CO2 abgeschieden und gespeichert wird. Diesen Vorgang bezeichnet man in der Fachsprache als CCS-Technologie. CCS steht für die englische Prozessbezeichnung Carbon Capture and Storage und bedeutet übersetzt CO2-Abscheidung und -Speicherung. Grüner Wasserstoff hingegen wird mit Strom hergestellt, der aus erneuerbaren Energien erzeugt worden und deshalb klimaneutral ist.

icon/arrow-right Ist grüner Wasserstoff wirklich umweltfreundlich?

Ja, die Herstellung von grünem Wasserstoff aus erneuerbarer Energie ist klimaneutral. Lediglich bei der Anlagenherstellung und beim Transport können Emissionen entstehen. Damit der Wasserstoff einer Produktionsstätte als grün gehandelt werden darf, muss sowohl der bei der  Herstellung mittels Elektrolyse verwendete Strom wie auch der beispielsweise per Pipeline bezogene Wasserstoff international gültigen Zertifizierungsansprüchen genügen.

icon/arrow-right Wofür kann grüner Wasserstoff verwendet werden?

Grüner Wasserstoff ist vielseitig einsetzbar in allen drei Sektoren: Strom, Wärme und Mobilität. Dadurch entstehen positive Synergieeffekte und Kostenvorteile.

Anwendungsbeispiele für den Einsatz von grünem Wasserstoff:

  • als Treibstoff für hocheffiziente Brennstoffzellenfahrzeuge. Diese punkten mit einer hohen Reichweite . Hohe Reichweiten braucht es für den Transport von Waren und Menschen über weite Strecken, also sind Brennstoffzellenantriebe für Busse, LKW, Schiffe gut geeignet.
  • zur Speicherung von überschüssig produziertem grünem Strom. Dazu kommt es zwangsläufig, wenn man das Naturangebot an Sonnenlicht und Wind optimal ausnutzen will, denn die Natur orientiert sich nicht am Bedarf. Im Stromnetz aber müssen Bedarf und Angebot immer im Gleichgewicht sein, damit das System stabil funktioniert. Mit Hilfe der Umwandlung des überschüssigen Stroms in Wasserstoff kann die Energie gespeichert werden, bis sie wieder gebraucht wird – als Wasserstoff für industrielle Prozesse und als Treibstoff. Oder um wieder rück-verstromt zu werden.
  • zum Transport großer Energiemengen mittels Pipeline mit sehr hoher Übertragungskapazität.
  • als klimaneutraler Rohstoff für industrielle Prozesse.
  • zur Wärme- und Stromerzeugung in Kraftwerken oder im Hausenergiebereich.
icon/arrow-right Ist grüner Wasserstoff sicher?

Wasserstoff wird seit über 100 Jahren in großen Mengen in verschiedenen Industriezweigen sicher hergestellt, transportiert und genutzt. Wie jedes Brenngas hat auch Wasserstoff spezifische Eigenschaften, die bei der Handhabung berücksichtigt werden müssen, wie zum Beispiel die Entflammbarkeit. Der korrekte Umgang mit Wasserstoff ist durch international gültige Sicherheitsvorschriften geregelt. Anerkannte Prüfeinrichtungen wie der TÜV überwachen diese und sorgen dafür, dass diese in allen Anwendungsbereichen eingehalten werden. Alle Anlagen zur Herstellung, zum Transport und zur Nutzung von Wasserstoff unterliegen strengen Genehmigungsverfahren sowie regelmäßigen Kontrollen. Auch Brennstoffzellenfahrzeuge, die Wasserstoff als Energieträger nutzen, durchlaufen ein Zulassungsverfahren, bevor sie auf die Straße gebracht werden. 

icon/arrow-right Wie wettbewerbsfähig ist grüner Wasserstoff im Vergleich zu fossilen Brennstoffen?

Grüner Wasserstoff ist heute zwar noch teurer als fossile Energieträger, punktet jedoch durch seine Umweltvorteile. Die Klimapolitik der Bundesregierung und verschiedenste regulative Anforderungen verlangen heute aus Gründen des Klimaschutzes den Einsatz erneuerbarer Energieträger wie Wasserstoff und belegen fossile Energien zunehmend mit Verboten und Abgaben wie der „CO2-Steuer“. Deshalb wird die Nutzung fossiler Energien zunehmend teurer. Gleichzeitig entstehen Märkte für grünen Wasserstoff, wodurch die Kosten von Wasserstofftechnologien wie Wasserelektrolyseuren sinken. Der Import von grünem Wasserstoff aus Regionen mit günstigen Produktionsbedingungen und der Transport per Wasserstoff-Pipeline werden die Bezugskosten nach heutigem Kenntnisstand sukzessive reduzieren. Damit wird grüner Wasserstoff mittelfristig auch wirtschaftlich wettbewerbsfähig mit fossilen Brennstoffen werden.

icon/arrow-right Was ist das Projekt „H2 GeNeSiS“?

H2 GeNeSiS ist ein groß angelegtes Projekt, in dem die Grundlage für den Aufbau einer grünen Wasserstoffwirtschaft im Raum Stuttgart geschaffen wird. Konkret soll eine über 10 Kilometer lange Wasserstoffpipeline zwischen Stuttgart-Gaisburg und Esslingen gebaut werden, welche Hersteller und Nutzer von Wasserstoff verbindet und als Marktplatz für den Handel von Wasserstoff dient. Die Pipeline soll unterirdisch entlang des Neckars und damit besonders sicher verlegt werden. Zudem soll im Hafen Stuttgart eine Elektrolyseanlage mittels Grünstrom klimaneutralen Wasserstoff herstellen, der in die Pipeline eingespeist wird. Der Flächenbedarf der Anlage ist gering; die Produktion geschieht im industriellen Umfeld der Hafenanlage. 

icon/arrow-right Welche Rolle spielen die „Stadtwerke Stuttgart“ dabei?

Die Stadtwerke Stuttgart bauen und betreiben den Green Hydrogen Hub (GH2S) im Stuttgarter Hafen. Hier soll mit einer Elektrolyseleistung von bis zu 10 MW mehr als 1.000 t Grüner Wasserstoff jährlich erzeugt werden. Ausgehende vom GH2S kann der Grüne Wasserstoff per Pipeline im Neckartal oder per Trailer in die ganze Region trasnportiert werden.  Die Wasserstoffpipeline wird zusammen mit den „Stadtwerken Esslingen“ gebaut. Das „Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW)“ unterstützt den Betrieb der Elektrolyse durch die Bereitstellung eines Forschungselektrolyseurs „Made-in-BW“. Die „Wirtschaftsförderung Region Stuttgart“ koordiniert das Gesamtprojekt und das „Steinbeis-Innovationszentrum Energieeffiziente und emissionsfreie Technologien“ kümmert sich um Fragen der Akzeptanz. Gefördert wird H2 GeNeSiS von der „Europäischen Union“ und dem „Land Baden-Württemberg“ mit elf Millionen Euro. 

icon/arrow-right Wie soll der grüne Wasserstoff bereitgestellt und eingesetzt werden?

Zu den schon heute konkret für H2 GeNeSiS geplanten Elektrolyseanlagen werden zukünftig weitere Elektrolyseure kommen. Der lokal produzierte grüne Wasserstoff soll in die Pipeline eingespeist werden. Da regional nur begrenzte Mengen erneuerbarer Energien zur Verfügung stehen, wird künftig der zusätzliche Import von zertifiziertem, grünem Wasserstoff erforderlich sein. Dieser soll aus Regionen mit günstigen Herstellungsbedingungen erfolgen; die Bundes- und Landesregierung unterstützen dies. Der Wasserstoff soll dann für den Betrieb von Brennstoffzellenbussen, im Schwerlastverkehr sowie für die Erzeugung von Strom und Wärme und industrielle Prozesse genutzt werden. Zahlreiche Unternehmen in der Region Stuttgart sind am Bezug von Wasserstoff interessiert. Eine wesentliche Rolle spielen dabei die anspruchsvollen Klimaschutzziele, die alle Sektoren und Unternehmen dazu verplichten, Treibhausgase drastisch zu reduzieren. Unter diesen Vorzeichen gilt grüner Wasserstoff als wichtiger Erfolgsfaktor für den Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit der Automobilregion Stuttgart.

icon/arrow-right Wie werden die Öffentlichkeit, Anwohner, Kommunen und die Wirtschaft beim Projekt eingebunden?

Derzeit befindet sich H2 GeNeSiS noch in der Planungsphase, das bedeutet, dass noch keine verbindlichen Entscheidungen zur Projektumsetzung getroffen worden sind. Ist das Projekt soweit konkretisiert, dass ein Genehmigungsantrag gestellt werden kann, wird die Öffentlichkeit breit beteiligt. Sie hat dann auch Einsicht in die konkreten Planungen und alle Gutachten. Vorgesehen sind z.B. Informationsveranstaltungen und Anwohnerversammlungen, sowie Dialoge mit Kommunen und Verbänden. Bei einem Genehmigungsverfahren nach dem BImSchG werden zum Beispiel auch sämtliche Auswirkungen einer Anlage auf die im BImSchG genannten Schutzgüter berücksichtigt und gewürdigt. Das heißt, der Schutz von Mensch und Umwelt muss umfassend sichergestellt werden. Erst wenn das gewährleistet ist, wird die Genehmigung für den Bau erteilt.