Beginn einer grünen Zukunft: innovative Wasserstoffprojekte in Hamburg

Im April 2021 hatten sich 12 Unternehmen mit Sitz in Hamburg zum Wasserstoffverbund Hamburg zusammengeschlossen. Dazu gehören Airbus, ArcelorMittal, Gasnetz Hamburg, GreenPlug, Hamburger Hafen und Logistik AG, Hamburg Port Authority, HADAG Seetouristik und Fährdienst sowie die Stadtreinigung. Gemeinsam mit dem Hamburg Green Hydrogen Hub, der den Bau des 100 MW-Elektrolyseurs in Moorburg plant und aus den Unternehmen Shell, Vattenfall, Mitsubishi Heavy Industries und Wärme Hamburg besteht, wollen sie innovative Projekte mit grünem Wasserstoff in Hamburg anstoßen und umsetzen. Ihr Ziel ist der weitgehende Ersatz fossiler Brennstoffe in der Industrie sowie in Transport und Logistik.

Die Verbundpartner gehen davon aus, dass die anvisierten Maßnahmen die CO2-Emissionen in Hamburg um 170.000 Tonnen jährlich senken. So könnten bis 2030 jährlich mehr als eine Million Tonnen der aktuell rund 16 Millionen Tonnen CO2-Emissionen in Hamburg eingespart werden. Der dafür notwendige grüne Wasserstoff soll ab 2025 aus dem neuen Elektrolyseur in Moorburg kommen. Die Abwärme der Elektrolyse kann ebenfalls dazu beitragen, weitere Branchen klimafreundlicher zu machen, etwa durch die Nutzung für das Fernwärmenetz oder die thermische Behandlung von Siedlungsabfällen. Folgende größere Projekte sind in der konkreten Planung oder Umsetzung:

Shell, Mitsubishi Heavy Industries (MHI), Vattenfall und das kommunale Unternehmen Wärme Hamburg haben eine Absichtserklärung abgegeben, am Kraftwerksstandort Hamburg-Moorburg gemeinsam Wasserstoff aus Wind- und Solarenergie zu erzeugen.

Genutzt werden wird dieser Wasserstoff vor allem von der ortsansässigen Industrie. Herzstück des Projekts ist ein skalierbarer Großelektrolyseur mit anfänglich 100 KW Leistung. Darüber hinaus ist die Weiterentwicklung des Standortes zu einem sogenannten „Green Energy Hub“ geplant, um die dauerhafte Stromerzeugung mit Wasserstoff sicherzustellen und so die Energieversorgung Hamburgs nachhaltig zu dekarbonisieren.

Der Anteil der Luftfahrt an den weltweiten CO2-Emissionen beträgt rund 3 Prozent. Um einen elementaren Beitrag zu den globalen Klimazielen zu leisten, hat Airbus – einer der größten Arbeitgeber und Industriebetriebe der Region – sein Flugzeugkonzept ZEROe ins Leben gerufen, mit dem der Ausstoß signifikant verringert werden soll. Dabei setzt das Unternehmen auf Wasserstoff als Energieträger für Antriebssysteme und hat dafür drei verschiedene Prototypen für Mittelstreckenflugzeuge entwickelt, von denen eins umgesetzt werden soll. Auch zu einem hybriden Modell mit Wasserstoff- und Elektroantrieb gibt es Pläne. Darüber hinaus wird im Rahmen des Projekts „Wasserstoff für die Infrastruktur und Produktion der Luftfahrt in Norddeutschland" (WIPLiN) daran gearbeitet, den Ausbau der Wasserstoff-Infrastruktur auch im Werk selbst voranzutreiben.

Stahl ist zentraler Rohstoff für viele Industrien, die Produktion allerdings ist extrem CO2-intensiv. Darum will ArcelorMittal in Hamburg eine Anlage zur Herstellung von Stahl mit grünem Wasserstoff bauen. Mit dem Projekt „H2 für Hamburg“ (H2H) trägt das Unternehmen dazu bei, eine erhebliche Reduzierung von CO2-Emissionen in der Lieferkette zu ermöglichen. Dafür soll das Hamburger ArcelorMittal-Werk in vier Schritten bis 2030 auf klimaneutrale Stahlproduktion umgestellt werden.

Das Projekt umfasst die Errichtung einer mit Wasserstoff betriebenen Demonstrationsanlage zur Direktreduktion von Eisenerz (H2First) sowie die technologische Umrüstung der bestehenden Direktreduktionsanlage (H2Ready), um langfristig den Einsatz von Erdgas durch grünen Wasserstoff abzulösen.

Um eine versorgungssichere Infrastruktur für grünen Wasserstoff zu gewährleisten, soll das Hamburger Gasnetz in Hamburg im Rahmen des Projekts Hamburger Wasserstoff-Industrie-Netz (HH-WIN) bis zum Jahr 2030 von derzeit 45 auf 60 km deutlich ausgebaut werden. So wird es nicht nur zur essenziellen Lebensader der geplanten regionalen Wasserstoffprojekte, sondern stellt auch die Verbindung zu bundesweiten und europäischen Netzen her. Das Vorhaben wird bedarfsorientiert und stufenweise entwickelt und umgesetzt. Perspektivisch sollen jährlich rund 570 Millionen Kubikmeter Erdgas ersetzt und damit 1,2 Millionen Tonnen CO2 eingespart werden.

Der Hamburger Hafen ist der zentrale Hub für grünen Wasserstoff – und will selbst klimaneutraler werden. GreenPlug hat mit dem Projekt „H2 Schubboot“ (H2SB) ein emissionsfreies Brennstoffzellen-Schubboot mit einer Leistung von 2.400 Tonnen bei einer Geschwindigkeit von 10 Knoten konzipiert. Im ersten Projektschritt wird ein Boot hergestellt und getestet, anschließend werden neun weitere gebaut und an Betreiber verchartert. Sie werden mit grünem Wasserstoff aus Hamburg betrieben, sobald er verfügbar ist.

Im Rahmen des Projekts „Hydrogen Logistics Applications & Distribution“ (H2LOAD) will die Hamburger Hafen und Logistik AG (HHLA) diverse Schwerlastgerätetypen (wie z.B. Straddle Carrier, Lkw, Zugmaschinen, Gabelstapler, Leercontainerstapler, Reachstacker sowie eine Rangierlok) mit Brennstoffzellenantrieb in Betrieb nehmen.

Im ersten Schritt wird vor allem die Metropolregion von der daraus resultierenden Reduzierung der CO2-Emission profitieren, aber bei einem erfolgreichen Verlauf des Pilotprojekts können die in Hamburg gemachten Erfahrungen auf weitere deutschen und europäische Standorten angewendet werden – und so zur einer nachhaltigen Dekarbonisierung beitragen.

Die Hamburg Port Authority (HPA) ist der Infrastrukturanbieter für Straßen, Schienen und Wasserwege im Hamburger Hafen. Mit dem Vorhaben Hydrogen Port Applications (HyPA) werden gleich zwei Projekte umgesetzt. Zum einen liegt der Schwerpunkt auf der Bereitstellung von Wasserstofftankstellen für Lokomotiven, Schiffe und LKW. Zum anderen geht es um den Bau und Einsatz innovativer wasserstoffbetriebener Schiffe. Das Ziel: den Verkehr im stark frequentierten Hamburger Hafengebiet möglichst emissionsfrei zu gestalten und damit einen wichtigen Schritt in Richtung Dekarbonisierung zu gehen.

Das öffentliche Unternehmen betreibt die ÖPNV-Personenfähren im Hamburger Hafen und plant eine schrittweise Umstellung der Flotte auf emissionsarme Antriebe. Innerhalb des Projekts H2HADAG werden der Umbau von drei Schiffen von Diesel-Hybrid auf Wasserstoff-Hybrid sowie der Neubau von zwei weiteren Schiffen (direkt als Wasserstoff-Hybrid) erfolgen.

Damit werden die öffentlichen Verkehrsmittel im Hafen zu einem integralen Bestandteil der Wertschöpfungskette im Hamburger Wasserstoffverbund.

Die Stadtreinigung Hamburg errichtet in Stellingen das Zentrum für Ressourcen und Energie (ZRE). Zusammen mit den Verkehrsbetrieben Hamburg-Holstein, Wärme Hamburg, Gasnetz Hamburg und Hamburg Energie soll mit dem Projekt „Waste to Hydrogen for Hamburg“ Strom aus der thermischen Verwertung von nicht stofflich nutzbaren Reststoffen verwerten. Dieser Strom soll über Elektrolyse zur grünen Wasserstofferzeugung eingesetzt werden und unter anderem Batterien für E-Mobilität aufladen. Darüber hinaus ist der Einsatz von Wasserstoff-Müllfahrzeugen oder Bussen in der Planung, um so zur klimafreundlichen Mobilität beizutragen.