Publikation

Studie zum Wasserverbrauch im Kontext der H2-Herstellung im Land Brandenburg

Ansprechpartner

Martin Zerta, Christopher Kutz, Patrick Schmidt, Yanni Astono, Jonathan Kirchner

Veröffentlichungsdatum

Mai 2024

Was bedeutet ein ambitionierter Ausbau der Wasserstoffproduktion für den regionalen Wasserhaushalt? Mit dieser Fragestellungen beschäftigten sich die ExpertInnen der Ludwig-Bölkow-Systemtechnik (LBST) in einer Studie für das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Energie des Landes Brandenburg (MWAE). In Zusammenarbeit mit dem DHI WASY und Water Science Policy (heute: Onewater) wurden im Rahmen der Analysen auf Basis der technologischen Grundlagen des Wasserbedarfs und -verbrauchs einer künftigen H2-Produktion, potenzieller Hochlaufszenarien für Wasserstoff sowie einer Datenanalyse zur Wasserverfügbarkeit und dem regionalen Wasserhaushalt eine Abschätzung für zukünftige Wasserbedarfe durch Elektrolyseure in Brandenburg vorgenommen. 

Diese Studie adressiert die zentrale Fragestellung der möglichen Auswirkungen einer zukünftigen Wasserstoffproduktion in Brandenburg auf den regionalen Wasserhaushalt des Landes sowie seiner Landkreise und Städte. Damit soll auch ein Beitrag zur bisher bestehenden „Forschungs- und Wissenslücke“ zu diesem Thema geleistet werden, indem einerseits eine fundierte Einschätzung zur H2-Herstellung mittels Elektrolyse und der damit verbundenen Wasserbedarfe in die Diskussion eingebracht wird. Andererseits fasst die Studie bestehende Erkenntnisse und Daten zum bestehenden Wasserhaushalt in Brandenburg sowie zur weiteren Entwicklung (etwa infolge des Braunkohleausstiegs) zusammen und liefert damit eine wichtige Grundlage für die zukünftige Industriepolitik.

Mit dieser Arbeit kann aufgezeigt werden, dass eine künftige Wasserstoffproduktion in Brandenburg selbst nur verhältnismäßig geringe Wassermengen verbrauchen würde – insbesondere im Vergleich zu bestehenden wasserintensiven Branchen wie etwa die Energiegewinnung mit den existierenden Braunkohlekraftwerken, die einen hohen Kühlwasserbedarf (ca. 60 Mio. m3 pro Jahr) aufweisen.

Abbildung: Schematische Darstellung der Wasserströme im Kontext der Elektrolyse.

Eine Hochrechnung auf Basis des theoretischen Wasserstofferzeugungspotenzials in Brandenburg (ca. 20 TWh H2 pro Jahr), wie sie beispielsweise im Rahmen der Machbarkeitsstudie zu einem H2-Startnetz im Auftrag des Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Energie des Landes Brandenburg (MWAE) angenommen wurde, ergibt eine Bandbreite des Wasserbedarfs (in Trinkwasserqualität) von jährlich etwa 8 Mio. m3 Wasser für optimierte Elektrolyseanlagen (Konzept A) bis ca. 37 Mio. m3 Wasser für Anlagen mit offenen Kühlsystemen und Verdunstungskühlung (Konzept C).

Wie in der folgenden Abbildung dargestellt, liegt damit der abgeschätzte Wasserbedarf für die Elektrolyse deutlich unter den Mengen der heutigen Wassergewinnung in Höhe von ca. 615 Mio. m3 pro Jahr für Brandenburg bzw. 1.021 Mio. m3 pro Jahr für Brandenburg inkl. Berlin. Bezogen auf das Bundesland hätte die Wasserstoffproduktion damit nur einen Anteil von ca. 1 % bis 6 % relativ zur Wassergewinnung des Jahres 2019. Zum Vergleich lag die eingesetzte Wassermenge (Wassernutzung) in Haushalten und Unternehmen (inkl. ungenutzt wieder eingeleiteter oder an Dritte abgegebener Wassermengen) bei 577 Mio. m3/a für Brandenburg und ca. 989 Mio. m3/a für Brandenburg inkl. Berlin.

Einordnung der ermittelten (potenziellen) Wasserbedarfe der H2-Erzeugung in Brandenburg im Vergleich zur heutigen Wassergewinnung und -nutzung in Brandenburg und Berlin.

Ein erster Ansatz für eine Regionalisierung der Diskussion erfolgt in der vorliegenden Studie durch die
Konzeption dreier generischer Fallbeispiele, die Fragestellungen rund um unterschiedliche Projektkonfigurationen anreißen sollen.

– Dezentrale H2-Erzeugung: Schaubild 5 MWel Elektrolyse

– Urbane H2-Erzeugung: Schaubild 100 MWel Elektrolyse

– Industrielle H2-Erzeugung: Schaubild: 1.000 MWel Elektrolyse

 

Executive Summary:

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– englisch: Link

 

Weitere Informationen zur Studie:

– Projektwebseite: Link.

– Pressemitteilung des MWAE vom 13.05.2024: Link.