Übersicht der Teilprojekte
Am Stuttgarter Hafen entsteht ein Knotenpunkt, auch Hub genannt, für die Versorgung der Region Stuttgart mit grünem Wasserstoff. Das Logistikkonzept für die Wasserstoffversorgung haben wir, die Stadtwerke Stuttgart, entwickelt. Am Hub wird ab Ende 2026 grüner hochreiner Wasserstoff erzeugt werden. Dieser soll dann über eine Pipeline im Neckartal und via Trailer zu Abnahmestellen bei Kundinnen und Kunden transportiert werden. Anwendungen in der Industrie sowie zur Wärmeversorgung und für den Bus- und Schwerlastverkehr komplettieren das Projekt. Es ist ein zentraler Baustein für eine ganzheitliche wirtschaftliche Energiewende in Stuttgart.
Green Hydrogen Hub – Der neue Produktionsstandort für grünen Wasserstoff
Am Stuttgarter Hafen errichten wir eine hochmoderne Wasserstoffanlage, den Green Hydrogen Hub. Dort wird durch Elektrolyse Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Dazu setzen wir grünen Strom als Energieträger ein. In der ersten Ausbaustufe werden jährlich bis zu 1.000 Tonnen dieses hochreinen grünen Wasserstoffs produziert.
Der Green Hydrogen Hub stellt den ersten und zentralen Teil des Gesamtprojekts dar. Er wird zur Basis für eine zuverlässige und klimaneutrale Wasserstoffversorgung der Region. Der dort produzierte Wasserstoff kann flexibel transportiert und vielseitig eingesetzt werden. Für industrielle Anwendungen sowie Brennstoffzellen-Busse und Lkw ist unser grüner Wasserstoff wegen seiner Reinheit besonders gut geeignet.
Die neue Wasserstoff-Pipeline H2 GeNeSiS
Teilprojekt zwei besteht aus einer Pipeline und einem der Elektrolyseure im Hub. Dieses H2 GeNeSiS genannte Modul zielt darauf ab, eine nachhaltige Wasserstoffwirtschaft im Neckartal aufzubauen. Vorgesehen ist im ersten Schritt der Bau einer knapp sieben Kilometer langen Wasserstoffpipeline. Diese verläuft vom Stuttgarter Hafen unterirdisch entlang des Neckars in zwei Richtungen: nach Osten bis Stuttgart-Gaisburg und nach Westen bis zur Gemarkungsgrenze Esslingen.
HyPulseST – Grüner Wasserstoff für Verkehr, Strom und Wärme
Das dritte Teilprojekt beschäftigt sich mit der Anwendung von grünem Wasserstoff und seiner Rolle für die Energiewende. Es besteht aus zwei Wasserstoff-Tankstellen für Busse und Lastkraftwagen, die beide an die Pipeline H2 GeNeSiS angeschlossen werden. Zum Projekt gehören auch die Anschaffung und Erprobung von Brennstoffzellen-Fahrzeugen sowie eines Blockheizkraftwerks.
Farben des Wasserstoffs
Die Farbe verrät die Herkunft
Wasserstoff hat von Natur aus keine Farbe, es ist ein unsichtbares Gas. Erst die für seine Produktion genutzten Energieträger geben ihm eine Farbe. Je nach Herkunft und Umweltbilanz wird er als grün, grau oder blau bezeichnet.
Grün
Grüner Wasserstoff ist in seiner Herstellung komplett klimaneutral und deshalb auch bei der Anwendung. Bei dem Herstellungsprozess von grünem Wasserstoff wird Wasser durch Elektrolyse in seine Komponenten zerlegt – also in Wasserstoff und Sauerstoff. Durch die Verwendung von Strom aus erneuerbaren Energien entstehen während der gesamten Produktion keine Emissionen.
Blau
Blauer Wasserstoff wird durch Dampfreformierung von Erdgas gewonnen. Dabei entsteht Kohlenstoffdioxid (CO2), das unterirdisch gespeichert wird. Das Verfahren ist in der Industrie weit verbreitet, nicht zuletzt, weil sich Wasserstoff so verhältnismäßig günstig herstellen lässt. Bei dem Herstellungsprozess wird Erdgas (Methan) in Wasserstoff und CO2 gespalten.
Grau
Grauer Wasserstoff entsteht, indem Erdgas (Methan) unter Hitze in Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid (CO2) umgewandelt wird. Das freigesetzte CO2 wird ungenutzt in die Atmosphäre abgegeben: Pro Tonne hergestellten grauen Wasserstoffs entstehen zehn Tonnen CO2. Die Produktion von grauem Wasserstoff ist energieintensiv und klimaschädlich.
Hochreiner grüner Wasserstoff und seine Rolle für die Energiewende
Industrie
Hochreiner Wasserstoff dient als Trägergas bei der Herstellung von Siliziumschichten. Er schützt Metalle, Glas und andere Werkstoffe vor Zerstörung durch Berührung mit Sauerstoff. Auch ist er imstande, Prozesswärme auf hohem Temperaturniveau zu liefern. Eingesetzt wird er auch zur Entschwefelung von Kraftstoffen sowie zur Produktion von Kunststoffen. Eine besonders große Rolle spielt er als Energieträger für eine klimafreundliche Stahlherstellung.
Verkehr
Reichweitenstarke Brennstoffzellenantriebe sind im Schwerlastverkehr eine gute Alternative zu Elektromotoren, um die Emissionen im Verkehrssektor weiter zu senken. Das gilt insbesondere für Lkw, Busse, Schiffe, Züge und Flugzeuge. Sie fahren und fliegen klimaneutral, wenn sie mit grünem Wasserstoff betrieben werden.
Strom und Wärme
Wasserstoff ist ein wichtiges Bindeglied für eine wirtschaftliche und zuverlässige klimaneutrale Energieversorgung. Da Wind und Sonne ihre Angebote nicht immer bedarfsgerecht zur Verfügung stellen, braucht es ergänzend eine Stromerzeugung, die durch den Menschen regelbar ist. Aus einem zeitweisen Überangebot an Strom aus erneuerbaren Energien wird Wasserstoff erzeugt. Dieser wird gespeichert. Er kann dann in Wasserstoff-Kraftwerken eingesetzt werden, wenn Energie gebraucht wird. Diese Kraftwerke erzeugen gleichzeitig Strom und Wärme. Die Wärme wird für die Versorgung von Gebäuden genutzt, die an Fernwärmenetze angeschlossen sind.
Wie funktioniert Sektorenkopplung?
Erneuerbare Ergänzung
Heute schon stammen rund zwei Drittel der öffentlichen Nettostromerzeugung in Deutschland aus erneuerbaren Quellen, insbesondere aus Sonnen- und Windenergie (2024). Im Wärme- und Verkehrsbereich gibt es hingegen Nachholbedarf: Wärme und Kälte wurden lediglich zu 18,1 Prozent aus erneuerbaren Energien produziert, im Verkehrssektor lag der Anteil bei 7,2 Prozent. Das muss sich schleunigst ändern.
Um die Wärmeversorgung und den Verkehr schneller klimaneutral zu machen, müssen beide Sektoren entweder auf grünen Strom oder auf andere klimaneutrale Energieträger umgestellt werden.
Strom aus erneuerbaren Energien wird selten genau in der Menge erzeugt, die im Augenblick auch verbraucht wird: Entweder kommt es also aufgrund des Naturangebots zu einer Über- oder Unterproduktion. Diese gilt es intelligent und wirtschaftlich auszugleichen. Denn sonst müssen nachhaltige Produktionsanlagen entweder abgeschaltet oder fossile Kraftwerke hochgefahren werden.
Wie also kann die Lücke bei einer Unterproduktion wie beispielsweise an windstillen oder dunklen Tagen geschlossen werden? Und wie lässt sich eine Überproduktion von grünem Strom sinnvoll nutzen? Hier kommen die smarte Sektorenkopplung und Wasserstoff zum Zug.
Geniale Vernetzung
Das Konzept zielt darauf ab, den überschüssigen Strom aus Zeiten zu hoher Produktion für die Wärmeversorgung und den Antrieb von Fahrzeugen zu nutzen oder zu speichern, bis er gebraucht wird. Eine weitere Möglichkeit ist, den überschüssigen Strom in Wasserstoff umzuwandeln und diesen als Energieträger für den Schwerlastverkehr, die Erzeugung von Fernwärme oder für industrielle Prozesse zu nutzen.
Auf diese Weise werden Kohle- und Erdgaskraftwerke Stück für Stück verdrängt. Das macht den Wärme- und Verkehrssektor emissionsärmer.
Unter den Lösungen zur Zwischen- und Langzeitspeicherung von Strom ist die Power-to-Gas-Technologie hervorzuheben, bei der aus Windstrom durch Elektrolyse Wasserstoff gewonnen wird. Der wird dann in das Gasnetz oder in unterirdische Speicher eingespeist und kann dort gelagert werden, bis er gebraucht wird. Auf diese Weise kann die grüne Energie in andere Jahreszeiten und andere Sektoren verschoben und genau dann genutzt werden, wenn der Bedarf vorhanden ist.
Komplettes System
Die Sektorenkopplung macht den kompletten Ausstieg aus fossilen Energien wie Gas, Kohle, Heizöl oder Benzin möglich. Je mehr Strom aus erneuerbaren Energien erzeugt wird, umso häufiger wird es auch ein Überangebot an grünem Strom geben, der in Wasserstoff umgewandelt werden kann. Dieser kann für industrielle Prozesse, für eine klimaneutrale Fernwärmeversorgung oder den Antrieb von Brennstoffzellenfahrzeugen wie Lkw, Busse oder Flugzeuge genutzt werden. Das alles verringert aber nicht nur den Ausstoß von klimaschädlichem CO2, sondern trägt zu einer stabilen, von Importen unabhängigeren Energieversorgung bei. Das macht Preise planbarer, die Versorgung sicherer und somit unseren Wirtschaftsstandort attraktiver – von einer gesünderen Umgebung und weniger wahrscheinlichen Extremwetterereignissen infolge des Klimawandels ganz abgesehen.
terranets H2-Pipeline-Netz BW
Baden-Württemberg als erstes Bundesland am Wasserstoffnetz
Ab 2030 soll die Süddeutsche Erdgasleitung (SEL), die durch Baden-Württemberg verläuft, als erste Pipeline im Land Wasserstoff transportieren und damit Baden-Württemberg an die europäische und nationale Wasserstoff-Infrastruktur anbinden.
Wasserstoff-Pipelines sind kein nationales Thema, sondern ein europäisches Verbundthema, analog zu den Stromnetzen zum Beispiel. An der Grenze zu den Nachbarländern entstehen Übergabestationen. So können in Zukunft eventuell Überkapazitäten an Wasserstoff exportiert werden und nachgefragte Mengen aus dem europäischen Ausland bezogen werden. Bis 2050 soll Deutschland über Wasserstoff-Pipelines mit fast allen Nachbarländern verbunden sein.
Antworten auf Fragen zum Thema Grüner Wasserstoff generell und speziell zu den Projekten GH2S, H2 GeNeSiS und HyPulseST
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 zum Beispiel für der Stahlherstellung oder 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 Einsatz des Energieträgers für die Herstellung von Wasserstoff spricht man von blauem, grauem oder grünem Wasserstoff. Für die Produktion von grünem Wasserstoff zum Beispiel wird Strom eingesetzt, der aus erneuerbaren Energien stammt. Wasser wird mit Hilfe von Strom in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff (Wasserelektrolyse) gespalten.
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 dessen Herstellung das entstehende CO2 abgeschieden und unterirdisch gespeichert wird. Grüner Wasserstoff hingegen wird mit Strom hergestellt, der aus erneuerbaren Energien erzeugt worden und deshalb klimaneutral ist.
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.
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:
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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.
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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 momentanen 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.
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zum Transport großer Energiemengen mittels Pipeline mit sehr hoher Übertragungskapazität.
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als klimaneutraler Rohstoff für industrielle Prozesse.
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zur Wärme- und Stromerzeugung in Kraftwerken oder in Brennstoffzellenheizsystemen.
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.
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.
H2 GeNeSiS ist ein Projekt zum Aufbau einer grünen Wasserstoffwirtschaft im Raum Stuttgart. Konkret soll eine rund 7 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. Die im Stuttgarter Hafengebiet entstehende Elektrolyseanlage der Stadtwerke Stuttgart wird an die Pipeline angebunden. Ab Ende 2026 werde n die Stadtwerke Stuttgart im Hafengebiet 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.
Die Stadtwerke Stuttgart bauen und betreiben die Elektrolyseanlage, den Green Hydrogen Hub (GH2S), im Stuttgarter Hafen. Hier sollen mit einer Elektrolyseleistung von bis zu 12 Megawatt mehr als 1.000 Tonnen Grüner Wasserstoff jährlich erzeugt werden. Ausgehend vom GH2S kann der Grüne Wasserstoff per Pipeline im Neckartal oder per Trailer in die ganze Region transportiert 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 das Testen von Elektrolysefahrplänen an einem Forschungselektrolyseur „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 rund 6,6 Millionen Euro.
Der Green Hydrogen Hub stellt den zentralen Teil des Gesamtprojekts dar. Er wird zur Basis für eine zuverlässige und klimaneutrale Wasserstoffversorgung der Region. Der dort produzierte Wasserstoff kann flexibel transportiert und vielseitig eingesetzt werden. Für industrielle Anwendungen sowie Brennstoffzellenbusse und -Lkw ist unser grüner Wasserstoff wegen seiner Reinheit besonders gut geeignet. Im Rahmen dieses Teilprojektes wird, neben dem zweiten Elektrolyseur, der eigentliche Hub-Gedanke realisiert. Hierfür wird eine Trailerstation gebaut, die den produzierten Wasserstoff in Trailer abfüllen kann, die dann via Lkw in der Region dort hingebracht werden können, wo er benötigt wird. Dadurch wird das Gesamtprojekt flexibler und ist für die Logistik nichtmehr ausschließlich vom Transport über die Pipeline abhängig. Somit können potentielle Abnehmer in einem Umkreis von 50Km erreicht werden. Der Clou aber ist, dass dieses System in beide Richtungen funktioniert. Das heißt, wenn mal zu wenig Wasserstoff im System sein sollte, kann über den Hub auch Wasserstoff angeliefert und beispielsweise in die Pipeline eingespeist werden. Zudem werden hier sämtliche Komponenten, die für den Betrieb mehrerer Elektrolyseure, der Pipeline, und der Trailerstation notwendig sind geplant und umgesetzt. Überwacht wird das Ganze von dem Betriebsgebäude, welches ebenfalls auf dem Gelände errichtet wird. Den Abschluss macht ein zweites, quer auf dem Betriebsgebäude aufliegendes Besucherzentrum. Hier können Interessierte alles über Wasserstoff im Allgemeinen und die Projekte der Stadtwerke Stuttgart im Besonderen erfahren. In einer virtuellen 3D Umgebung kann die gesamte Anlage, mit all ihren Details erkundet werden.
HyPulseST ist ein Teil des Wasserstoffprojektes. Es besteht aus mehreren Komponenten und adressiert speziell die Sektoren Verkehr und Wärme, also die Anwendungsseite für grünen Wasserstoff. Eine Teilkomponente wird eine eigene Wasserstoff-Tankstelle für Pkw, Busse und Lkw sein, die ebenfalls an die Pipeline H2 GeNeSiS angeschlossen wird. Außerdem soll am Hub ein Blockheizkraftwerk entstehen. Es nutzt den Wasserstoff, der beim Anfahren der Anlage erzeugt wird, für eine effiziente Strom- und Wärmeerzeugung. Dieser „Anfahr“-Wasserstoff erfüllt nicht die hohen Reinheitskriterien für den Transport in der Pipeline und müsste ohne diese Verwendungsmöglichkeit ungenutzt abgebrannt werden. Um den notwendigen Wasserstoff zu erzeugen, wird außerdem ein dritter Elektrolyseur in diesem Teilprojekt installiert.
Der von den Stadtwerken Stuttgart im Hafengebiet lokal produzierte grüne Wasserstoff soll in die Pipeline eingespeist werden oder via Trailer zu Einsatzorten transportier werden. Da regional nur begrenzte Mengen erneuerbarer Energien zur Verfügung stehen, werden zusätzlich zum regional erzeugten Wasserstoff Importe erforderlich sein, um den Bedarf der Region langfristig decken zu können. Dieser soll aus Regionen mit günstigen Herstellungsbedingungen erfolgen; die Bundes- und Landesregierung unterstützen dies.
Einsetzt werden soll der Wasserstoff für den Betrieb von Brennstoffzellenbussen, im Schwerlastverkehr sowie für die Erzeugung von Strom und Wärme in Kraftwerken und industrielle Prozesse. Zahlreiche Unternehmen in der Region Stuttgart sind am Bezug von Wasserstoff interessiert. Motivation und Treiber sind Klimaschutzvorgaben, die alle Sektoren und Unternehmen dazu verpflichten, Treibhausgase drastisch zu reduzieren. Unter diesen Vorzeichen gilt grüner Wasserstoff als wichtiger Erfolgsfaktor für den Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit der Automobilregion Stuttgart.
Uns ist es wichtig, die Bürgerinnen und Bürger teilhaben zu lassen am Entstehen des Wasserstoffprojekts. Neben den Informationen auf dieser Website wird es Informationsveranstaltungen in den Anrainerbezirken der Pipeline, am Hub-Standort sowie in unserem Kundenzentrum, der EnergiePlaza geben. Darüber hinaus sind wir mit Infoständen auf regionalen Märkten vertreten und unser Info-Container wandert mit der Pipeline-Baustelle mit. Sie können hier auch eine Broschüre mit weiteren Informationen herunterladen. Wie die Erzeugungsanlage mit Logistikpart aussehen wird, können Sie in dieser Mixed Reality-Anwendung erfahren. Am Bauzaun, Mittelkai 24, in Stuttgart-Wangen befindet sich der Einblick-Ort.
