Wasserstoffimporte Derivate senken Pipelinekosten
Eine Fraunhofer-Fallstudie zeigt am Korridor Triest–Karlsruhe, dass flüssige Wasserstoffderivate per Pipeline deutlich günstiger nach Deutschland gelangen können als Wasserstoffgas.
Für die Planung von Wasserstoffimporten nach Deutschland verschiebt sich damit ein zentraler Fokus. Nicht nur die Herkunft des Energieträgers entscheidet über die Wirtschaftlichkeit, sondern auch die chemische Form, in der er transportiert wird. Eine aktuelle Fallstudie von Fraunhofer IEG und Fraunhofer ISI kommt zum Schluss, dass flüssige Wasserstoffderivate wie Methanol auf langen Transportachsen erhebliche Kostenvorteile gegenüber elementarem Wasserstoff bieten können.
Im Zentrum steht die Route von Triest nach Karlsruhe. Anhand dieses grenzüberschreitenden Alpenkorridors analysiert die Studie, wie sich Importleitungen unter realen geografischen und wirtschaftlichen Bedingungen bewerten lassen. Der Korridor dient dabei als Stresstest. Wenn selbst in topografisch anspruchsvollem Gelände niedrige Transportkosten für flüssige Derivate möglich sind, spricht dies erst recht für günstigere Bedingungen in flacheren Regionen.
Fraunhofer modelliert Importkorridore realistischer
Für die Untersuchung wurde das neue Modell HyTROM+ entwickelt. Es baut auf dem Modell HyTROM des Fraunhofer ISI auf und erweitert dieses um die techno-ökonomische Abbildung flüssiger Wasserstoffderivate im Pipeline-Transport. Damit lassen sich Energieträger wie Methanol, Fischer-Tropsch-Rohöl oder Kerosin systematisch mit gasförmigem Wasserstoff und CO2 vergleichen.
Das Modell kombiniert Geodaten, physikalische Stoffeigenschaften und wirtschaftliche Kennzahlen zu einem durchgängigen Kostenansatz. Berücksichtigt werden unter anderem Landnutzung, Höhendifferenzen, Bevölkerungsdichte, bestehende Infrastruktur, Leitungslängen, Druckverluste sowie der Bedarf an Pump- und Kompressorkapazität. Daraus entstehen mögliche Routen, aus denen die wirtschaftlich günstigste Gesamtstrecke bestimmt wird.
Für Politik, Netzbetreiber und Investoren ist dieser Ansatz relevant, weil er Planungsrisiken reduziert. Importachsen lassen sich damit nicht nur theoretisch, sondern unter realitätsnahen Bedingungen vergleichen. Gerade für Wasserstoffinfrastruktur und künftige Energieimporte liefert das eine fundiertere Entscheidungsbasis.
«Unser Modell kann belastbare Entscheidungsgrundlagen für Politik und Pipeline-Betreiber schaffen», erklärt Natalia Pieton von Fraunhofer IEG, die Erstautorin der Studie. «Es lässt sich nun leichter klären, welche Energieträger und Importwege technisch sinnvoll und wirtschaftlich robust sind.»
Triest–Karlsruhe zeigt klare Kostenvorteile für Derivate
Die wirtschaftlichen Unterschiede fallen deutlich aus. Auf der knapp 700 Kilometer langen Route betragen die Transportkosten für Wasserstoffgas 3.9 Euro pro Megawattstunde in einer umgenutzten Pipeline und 11.4 Euro pro Megawattstunde in einer neu zu bauenden Leitung. Flüssige Wasserstoffderivate kommen im selben Korridor auf 0.4 beziehungsweise 1.9 Euro pro Megawattstunde.
Damit liegen die Kosten für flüssige Derivate im untersuchten Fall massiv unter jenen für Wasserstoffgas. Die Studie spricht von bis zu zehnfach günstigeren Transporten. Für die deutsche Wasserstoffstrategie ist das ein relevanter Befund, weil Importkorridore und Leitungsnetze nicht nur auf Molekülmengen, sondern auch auf den geeigneten Energieträger ausgelegt werden müssen.
Zugleich zeigt die Fallstudie, dass sich die Nachnutzung bestehender Öl- und Gasleitungen wirtschaftlich lohnen kann. HyTROM+ macht transparent, wann die Wiederverwendung fossiler Infrastruktur Investitionskosten senkt und wo Neubauten dennoch die bessere Option sind. Gerade bei langfristigen Infrastrukturentscheiden schafft das zusätzliche Klarheit.
Transportkosten im Alpenkorridor
- Wasserstoffgas in umgenutzter Pipeline: 3.9 Euro pro Megawattstunde
- Wasserstoffgas in neuer Pipeline: 11.4 Euro pro Megawattstunde
- Flüssige Derivate in umgenutzter Pipeline: 0.4 Euro pro Megawattstunde
- Flüssige Derivate in neuer Pipeline: 1.9 Euro pro Megawattstunde
Wasserstoffgas bleibt nur in bestimmten Sektoren im Vorteil
Die Studie zieht daraus auch inhaltliche Schlüsse für die industrielle Nutzung. Wasserstoffgas dürfte insbesondere dort sinnvoll bleiben, wo es direkt als Rohstoff gebraucht wird. In anderen Sektoren wie Raffinerie, Chemie und Schwerverkehr könnten flüssige Wasserstoffderivate die günstigere Ausgangsbasis der Wertschöpfung sein.
Das verändert den Blick auf künftige Importstrategien. Die Frage lautet nicht mehr nur, wie viel Wasserstoff Europa importieren will. Entscheidend ist auch, ob der Energieträger als Gas oder bereits als weiterverarbeitetes Derivat in die Importnetze eingespeist wird. Für Netzbetreiber und Infrastrukturplaner hat das direkte Auswirkungen auf Leitungsdesign, Umnutzung bestehender Trassen und Kapitalkosten.
Gleichzeitig verweist die Untersuchung auf mögliche Verlagerungseffekte. Wenn Wasserstoff in Regionen mit günstigem erneuerbarem Strom produziert und direkt zu Derivaten weiterverarbeitet wird, kann ein Teil der industriellen Wertschöpfung ausserhalb Deutschlands stattfinden. Die Transportfrage ist damit eng mit Energiepolitik, Industriepolitik und Versorgungssicherheit verbunden.
«Für den Import von Energiemolekülen sind flüssige Wasserstoffderivate eine echte Option, da sie leicht zu transportieren und zu speichern sind.»
Partner treiben HyTROM+ als Planungswerkzeug voran
Entwickelt wurde HyTROM+ von Fraunhofer IEG aufbauend auf HyTROM des Fraunhofer ISI. Beteiligt waren zudem das Karlsruher Institut für Technologie, die ETH Zürich, die Technische Universität Dänemark und Fraunhofer CINES. Gefördert wurde die Forschung im Projekt MOHN.
Die nun veröffentlichte Fallstudie versteht sich als Grundlage für weitere Analysen. Der nächste Schritt sind umfassendere Untersuchungen zu den gesamten Lieferkosten, also zur Kombination aus Produktions- und Transportkosten. Erst damit lässt sich abschliessend bewerten, welche Importpfade für Wasserstoff und Wasserstoffderivate langfristig wirtschaftlich am robustesten sind.
Für Deutschland und andere europäische Importländer liefert die Studie dennoch bereits jetzt eine klare Orientierung. Wer Importkorridore plant, muss flüssige Derivate künftig stärker in die strategische Bewertung einbeziehen.