Eine Erdöl-Raffinerie in Heide, auf der ein Großprojekt für grünen Wasserstoff geplant ist. © NDR Foto: Verena von Ondarza

Warum eine Öl-Raffinerie im Norden auf grünen Wasserstoff setzt

Stand: 12.06.2022 15:00 Uhr

Grüner Wasserstoff gilt als ein wichtiger Baustein der Energiewende. Gleich mehrere Öl-Raffinerien in Deutschland setzen schon heute auf grünen Wasserstoff. In Norddeutschland gibt es ein besonderes Vorreiter-Projekt.

von Verena von Ondarza, Arne Schulz und Marc-Oliver Rehrmann

Mit dem Wind hat alles angefangen. Genauer gesagt: mit ungenutzter Windenergie aus Schleswig-Holstein. "Es hat uns immer gestört, dass Windräder abgeschaltet werden, nur weil die Energie in dem Moment nicht verwendet werden kann. Und so kam die Idee für das Westküste-100-Projekt auf", erzählt Sandra Niebler in der neuen Folge des NDR Info Podcasts "Mission Klima - Lösungen für die Krise". Die Ingenieurin koordiniert das Projekt Westküste 100. "Wir haben gesagt: Lasst uns diese Windenergie nutzen und lasst uns daraus eine andere Energie-Form machen: nämlich Wasserstoff, der speicherbar ist."

Wenn die Industrie auf grünen Wasserstoff umstellt

Und so kam das Ganze ins Rollen. In den kommenden Jahren entsteht auf dem Gelände der Erdöl-Raffinerie in Hemmingstedt bei Heide eines der größten industriellen Wasserstoff-Projekte in Europa. In einem sogenannten Reallabor soll erkundet werden, wie im großen Maßstab grüner Wasserstoff hergestellt werden kann.

Die Raffinerie hat viel Erfahrung mit Wasserstoff

Zunächst verwundert es, dass bei dem Energiewende-Projekt ausgerechnet eine Erdöl-Raffinerie vorne mit dabei ist. Aber die Raffinerie Heide GmbH setzt schon seit Langem Wasserstoff ein - allerdings nicht klimafreundlichen grünen Wasserstoff, sondern Wasserstoff, der mit Erdgas hergestellt wird. "Wir als Raffinerie Heide wollen nicht von der Energiewende überrollt werden, sondern wir wollen unseren Beitrag dazu leisten und dabei unser Know-how nutzen", sagt Niebler von der Raffinerie Heide. Im Grunde sei es egal, ob dort Rohöl veredelt oder synthetische Kraftstoffe hergestellt werden.

Verschieden große Blasen mit Wasserstoffmolekülen © picture-alliance/Zoonar Foto: Alexander Limbach
AUDIO: Wie eine Ölraffinerie zum Vorreiter beim Grünen Wasserstoff werden will (32 Min)

Ein erster Schritt für den Klimaschutz

Die Raffinerie will in naher Zukunft auf ihrem Gelände mithilfe von Windenergie grünen Wasserstoff herstellen. Dafür werden Elektrolyse-Anlagen benötigt. "Noch kann ich leider keine Elektrolyse zeigen", erzählt Niebler. "Aber ich hoffe, dass ich das in ein, zwei Jahren machen kann - oder zumindest den Bau der Anlage." So könnte die norddeutsche Raffinerie ihren klimaschädlichen grauen Wasserstoff - zumindest teilweise - ersetzen. Das wäre der erste Schritt in Richtung Klimaschutz.

Mit kleinen Mengen geht es los

Auch wenn das Projekt in Heide sehr groß gedacht ist - zunächst wird der Bedarf der Raffinerie an Wasserstoff noch deutlich größer sein als die Menge an grünem Wasserstoff, die mit der Pilot-Anlage produziert werden kann. "Ja, es wird anfangs nur eine kleine Menge sein", räumt Ingenieurin Niebler ein. "Aber es ist eine wichtige Menge. Es ist nämlich die erste Menge, die in dieser Art und Weise dann wirklich in einen bestehenden Industrie-Prozess integriert wird. Von daher ist es ein ein wichtiger Schritt."

Eine Million Tonnen CO2 weniger

Wichtigstes Ziel des Westküsten-100-Projektes ist, das klimaschädliche Gas Kohlendioxid einzusparen. Am Ende sollen jedes Jahr eine Million Tonnen CO2 vermieden werden. Rechnerisch entspricht das der Menge an Kohlendioxid, die etwa 85.000 Menschen in Deutschland zuletzt im Jahr verursacht haben.

Für ihre Klimaschutz-Vision ist die Raffinerie Heide innerhalb der Branche lange Zeit belächelt worden. Aber mit dem Krieg gegen die Ukraine hat sich ein Sinneswandel vollzogen. Aktuell wird das Unternehmen mit Anfragen überhäuft. Viele wollen jetzt von der Raffinerie erfahren, wie der Ausstieg aus fossilen Energien gelingen könnte.

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In der Theorie ist alles ganz einfach

Wichtig sei, dass jemand den Anfang macht. So sieht es die Raffinerie. In der Theorie ist die Produktion des grünen Wasserstoffs technisch kein Problem, aber nun kommt es auf die Praxis an. So wird nicht nur der grüne Wasserstoff wertvoll sein, sondern auch die Daten sind gefragt, die in den ersten Jahren gesammelt werden. "In der Theorie kann die Elektrolyse rauf- und runtergefahren werden mit dem Wind oder mit der Sonne", erklärt Projekt-Koordinatorin Niebler. "In der Praxis hat es aber noch keiner in diesem Maße so durchgeführt. Jetzt wird da nicht nur ein Tank an der Anlage hängen, sondern eine ganze Raffinerie, die nicht einfach rauf- und runtergefahren werden kann."

Wie ist der unterirdische Wasserstoff-Speicher zu füllen?

Die Herausforderung ist: Die Raffinerie ist darauf angewiesen, dass der Wasserstoff immer konstant vorliegt. Auch dann, wenn gerade kein Wind weht oder es dunkel ist. Deshalb gehört zu dem Projekt auch eine Kaverne. Das ist ein unterirdischer Speicher, in dem der grüne Wasserstoff eingelagert werden soll. "Auch das ist in der Theorie natürlich berechnet worden", sagt Niebler. "Aber auch das muss man praktisch mal testen: Wie fülle ich die Kaverne? Wie leere ich sie? Das sind alles Daten, die Voraussetzung sind, um später dann größer bauen zu können."

Eine Riesen-Projekt - für Deutschland und Europa

Die erste Anlage soll eine Leistung von 30 Megawatt haben, nach der Pilotphase soll sie in etwa fünf Jahren mit einer 700-Megawatt-Anlage ergänzt werden. Zur Einordnung: Die aktuell größte Produktionsanlage Europas für grünen Wasserstoff, die in Spanien steht, ist vor Kurzem mit 20 Megawatt gestartet. Das Projekt in Heide würde diesen Wert also schon zum Start übertrumpfen. Später könnten die Anlagen in Heide mehrere Prozent des gesamten deutschen Wasserstoff-Bedarfs im Jahr 2030 decken.

Ist Wasserstoff aus dem Ausland eine günstige Alternative?

Die Wasserstoff-Expertin Sylvia Schattauer hält das Projekt in Heide für wichtig. Sie leitet kommissarisch das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme - und als Mitglied des Nationalen Wasserstoffrats berät sie die Bundesregierung. Ist es richtig, bei der Energiewende auf die heimische Produktion von grünem Wasserstoff zu setzen? Oder braucht es vor allem einen Import aus dem Ausland? "Selbst wenn man an Standorte geht, wo die regenerativen Energien günstiger zur Verfügung stehen, brauche ich für die Erzeugung des Wasserstoffs die entsprechenden technischen Anlagen", sagt Schattauer. "Und wenn ich den Wasserstoff erzeugt habe, muss er auch noch transportiert werden. Das heißt: Ganz günstig ist auch der importierte Wasserstoff nicht. Weil der Strompreis zwar sehr wichtig ist, aber nicht der alleinige Punkt, der den Wasserstoff-Preis bestimmt."

Zudem wäre es wichtig, eine Vorreiter-Rollte bei der Technologie einzunehmen. Es könnte eine wirtschaftliche Chance werden, die Wasserstoff-Technologie später in andere Länder zu verkaufen, meint Schattauer. Und dennoch: Deutschland wird nicht umhinkommen, größere Mengen an grünem Wasserstoff zu importieren. Zu groß wird der Bedarf der Industrie sein.

Auch ein Zement-Werk mischt mit

Beim Westküste-100-Projekt spielt nicht nur die Raffinerie in Heide eine große Rolle. Auch eine Zement-Fabrik ist dabei. Der Plan ist, dass in Heide - neben dem Elektrolyseur, der Wasserstoff herstellt - noch eine zweite neuartige Produktion hochgezogen wird: Die Raffinerie will synthetische, klimafreundliche Kraftstoffe herstellen - für Schiffe und Flugzeuge zum Beispiel. Und dafür braucht sie zwei Zutaten: den grünen Wasserstoff aus ihrer eigenen Produktion und Kohlendioxid. Und eben dieses CO2 wird die Raffinerie vom Zement-Hersteller Holcim in Lägerdorf beziehen - ungefähr eine halbe Stunde mit dem Auto von Heide entfernt. Die beiden Unternehmen sind schon über ein Pipeline-Netz miteinander verbunden.

Die Zement-Fabrik wird klimaschädliches CO2 los

Der Zement-Produzent könnte mit dem Projekt seinen CO2-Ausstoß deutlich senken. Solche Geschäfte seien wirklich neu, sagt Arne Stecher von Holcim. "In der Vergangenheit hat ein Zement-Werk nie mit einer Raffinerie gesprochen, weil es markt- oder auch kundentechnisch keine Schnittmenge gab. Aber jetzt in dieser Zeit in dieser neuen Ausgestaltung von grünen, nachhaltigen Wertschöpfungsketten besteht plötzlich eine Synergie."

Für möglichst reines CO2 benötigt die Zement-Fabrik auch Sauerstoff. Und der soll als Abfallprodukt aus der Raffinerie in Heide kommen. Dort wird bei der Herstellung von grünem Wasserstoff bald jede Menge Sauerstoff frei.

"In 30 oder 40 Jahren kommt kein Tropfen Rohöl mehr rein"

In Heide beginnt also bald die Zukunft. Sandra Niebler ist bewusst, dass es zugleich ein Abschied auf Raten von einem jahrzehntealten Industrie-Prozess ist. "In 30 oder 40 Jahren kommt hier in der Raffinerie Heide kein Tropfen Rohöl mehr rein. Dann habe ich hier auch keinen Ofen mehr brennen. Das heißt, wir werden hier kein CO2 mehr ausstoßen. Aber der Weg dahin ist leider ein langer."

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Dieses Thema im Programm:

NDR Info | Mission Klima – Lösungen für die Krise | 10.06.2022 | 07:00 Uhr

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