Langzeitstudie zur Wasserstoffinfrastruktur: Zehn Jahre Forschung für sichere Gasnetze
Die Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig), das DBI Gas- und Umwelttechnik sowie MITNETZ GAS untersuchen im Wasserstoffdorf Bitterfeld-Wolfen die Eignung bestehender Gasnetze für den Transport von Wasserstoff. Das Forschungsprojekt „H₂INFRA – H₂-Infrastruktur“ liefert dabei wichtige Erkenntnisse über das Verhalten von Gasleitungen und deren Komponenten unter Wasserstoffbetrieb.
Projektziele und Hintergrund
Wasserstoff wird als ein zentraler Baustein der Energiewende betrachtet. Vor einer flächendeckenden Nutzung in Haushalten, Gewerbe und Industrie sind jedoch zahlreiche technische und ökologische Fragestellungen zu klären. Dazu zählen unter anderem die Langzeitstabilität von Netzkomponenten, die Sicherstellung der Gasqualität sowie die Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit der Infrastruktur.
Das Projekt H₂INFRA, gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz, wurde von 2022 bis 2025 durchgeführt und baut auf dem 2016 gestarteten Vorgängerprojekt H2-Netz auf. Damit umfasst die Zusammenarbeit der Partner inzwischen ein Jahrzehnt gemeinsamer Forschung im Bereich Wasserstoffversorgung.
Untersuchungen unter realitätsnahen Bedingungen
Im Fokus von H₂INFRA stand die Analyse eines Wasserstoff-Verteilnetzes unter praxisnahen Betriebsbedingungen. Während der gesamten Projektlaufzeit wurden zentrale Parameter wie Druck, Temperatur und Volumenstrom kontinuierlich überwacht. Parallel erfolgten Prüfungen neuer Komponenten aus dem Erdgasbereich sowohl im Labor des DBI als auch an einem speziell eingerichteten Prüfstand auf dem Testfeld.
Im Forschungspavillon wurde eine vollständige Hausinstallation mit Wasserstofftherme aufgebaut und über zwei Jahre im Dauerbetrieb getestet. Zusätzlich wurden Rohrproben hinsichtlich Materialstruktur, Alterung und mechanischer Eigenschaften analysiert. Sicherheitsrelevante Bauteile wie Gasströmungswächter, Gasmangelsicherungen und verschiedene Absperrtechnologien wurden ebenfalls evaluiert.
Michael Schneider, Projektleiter bei MITNETZ GAS, betont die Besonderheit der Forschung: „Die Möglichkeit, eine nahezu vollständige Wasserstoffinfrastruktur aus unterschiedlichen Materialien und Druckstufen über längere Zeiträume unter realistischen Bedingungen zu untersuchen, liefert praxisnahe Erkenntnisse zur Betriebsführung und Instandhaltung, die über Laborversuche hinausgehen.“
Herausforderungen bei Sicherheit und Gasqualität
Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die Umstellung auf Wasserstoff eine genaue Betrachtung der eingesetzten Materialien und Komponenten erfordert. Prüfungen zur äußeren Dichtheit bestätigten, dass nahezu alle getesteten Bauteile für Wasserstoffanwendungen geeignet sind.
Ein weiterer Schwerpunkt lag auf der Gasqualität, insbesondere hinsichtlich der Anforderungen sensibler Anwendungen wie Brennstoffzellen. Die Untersuchungen zeigten, dass die Vermeidung von Verunreinigungen eine bedeutende Herausforderung darstellt. Potenzielle Quellen für Störstoffe wurden identifiziert und Materialien sowie Herstellungs- und Verlegeprozesse analysiert, um geeignete Maßnahmen zur Minimierung von Verunreinigungen abzuleiten.
Ökologische und wirtschaftliche Betrachtungen
Neben technischen Aspekten wurden auch ökologische und ökonomische Faktoren der Wasserstoffversorgung untersucht. Die HTWK Leipzig erstellte eine umfassende Ökobilanz entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von der Herstellung über den Transport bis zur Nutzung.
Ein zentrales Ergebnis ist, dass der eingesetzte Strom für die Elektrolyse maßgeblich die Treibhausgasbilanz bestimmt. Herstellung und Bau der Elektrolyseure haben dagegen einen vergleichsweise geringen Einfluss. Die Analyse ergab, dass die Elektrolyse mit Windstrom die geringsten Treibhausgasemissionen verursacht. Gleichzeitig zeigte sich, dass auch „grüner“ Wasserstoff nicht vollständig emissionsfrei ist, da entlang der Wertschöpfungskette weitere Umweltwirkungen auftreten.
Auch bei den Rohrleitungen selbst bestehen ökologische Einflussmöglichkeiten: Rohrmaterial, Dimensionierung und Verlegeverfahren wirken sich erheblich auf die Umweltbilanz aus.
Fortführung der Forschung und Ausblick
Die Forschungskooperation begann 2016 mit dem Projekt H2-Netz, das die wissenschaftliche Begleitung eines Wasserstoff-Verteilnetzes sowie die ökologische und ökonomische Bewertung verschiedener Infrastrukturvarianten zum Ziel hatte. H₂INFRA setzte diese Arbeiten fort und ergänzte sie um Langzeituntersuchungen zu Komponentenverhalten, Gasqualität, Sicherheit und Ökobilanz.
Seit 2025 wird die Forschung im Folgeprojekt SafeH2Supply fortgeführt, das sich unter anderem mit sicherer Wasserstoffversorgung, Odorierung, Gasqualität und Umweltwirkungen beschäftigt. Das 2026 gestartete Projekt GreenH2Supply fokussiert auf die Umstellung bestehender Erdgasnetze auf Wasserstoffbetrieb sowie die leitungsgebundene Versorgung von Kraftwerken, Industrie und Gewerbe.
Diese kontinuierlichen Forschungsaktivitäten schaffen eine fundierte Basis für die Planung und den Betrieb sicherer, wirtschaftlicher und umweltverträglicher Wasserstoffinfrastrukturen.
Informationen zu Führungen im Wasserstoffdorf Bitterfeld-Wolfen
Das Wasserstoffdorf Bitterfeld-Wolfen bietet regelmäßig kostenfreie Führungen über das Testfeld an. Die nächsten Termine finden am 9. September 2026, 14. Oktober 2026 und 11. November 2026 jeweils von 10 bis 12 Uhr statt. Eine Anmeldung ist erforderlich.
- Anmeldung zu den Führungen
- Adresse: Chlorstraße, 06749 Bitterfeld-Wolfen
Weiterführende Links und Kontakt
Wissenschaftlicher Ansprechpartner
Prof. Dr.-Ing. Robert Huhn
HTWK Leipzig, Professur Gas- und Wärmenetze
Telefon: +49 341 3076-4123
E-Mail: robert.huhn@htwk-leipzig.de
