Ein soeben veröffentlichter Abschlussbericht fasst die Ergebnisse eines vierjährigen Forschungsprojekts H2Infra zur Wasserstoffinfrastruktur zusammen. Die Erkenntnisse reichen von überraschenden Gasqualitätsproblemen bei neuen Leitungen bis hin zu einem konkreten Richtwert, ab wann sich eine Pipeline gegenüber dem Lkw-Transport überhaupt rechnet.
Bild: EWE Zukunftsleitung [https://www.ewe.com/de/media-center/neuigkeiten/2024/die-zukunft-der-energieversorgung-im-blick-ewe-zukunftsleitung]
Von 2022 bis Ende 2025 lief das umfassende Forschungsprojekt H2Infra zur Untersuchung der Eignung bestehender und neuer Infrastrukturkomponenten für den Wasserstofftransport. Der jetzt vorliegende Abschlussbericht ist kein schmales Papier: Er umfasst Arbeitspakete zu Gasqualität, Langzeitverhalten von Leitungen und Armaturen, Instandhaltungsstrategien, Ökobilanzierung und Wirtschaftlichkeitsanalyse. Ein wesentliches Merkmal des Projekts: Die Ergebnisse stammen nicht aus einer Klimakammer, sondern aus einer realen Versuchsanlage, auf der ein vollständiges Wasserstoffnetzwerk – unterirdisch, oberirdisch, mit verschiedensten Materialien – aufgebaut und betrieben wurde.
Gasqualität: Neue Rohre sind kein Freifahrtschein
Ein zentrales Ergebnis des Arbeitpakets Gasqualität betrifft die Verunreinigung des Wasserstoffs durch die Leitungswerkstoffe selbst. Insbesondere Kunststoffleitungen, die im Verteilnetz weit verbreitet sind, können über die Zeit Substanzen in den Wasserstoff abgeben – schlicht durch Diffusion aus dem Leitungsmaterial heraus.
Was harmlos klingt, hat für bestimmte Verbraucher ernste Konsequenzen: PEM-Brennstoffzellen reagieren ausgesprochen empfindlich auf Verunreinigungen im Wasserstoff. Selbst geringe Mengen an Fremdsubstanzen können zu Schäden an der Membran führen. Die wichtige Erkenntnis dabei ist: Das Problem beschränkt sich nicht auf die Umwidmung alter Erdgasleitungen – auch bei neu verlegten Rohren kann die Gasqualität am Ende der Leitung deutlich von jener am Einspeisepunkt abweichen. Wer eine Brennstoffzelle betreiben will, kann sich also nicht allein auf die Reinheit des eingespeisten Wasserstoffs verlassen, sondern muss das gesamte Leitungssystem im Blick behalten.
Odorierung: Naheliegend, aber nicht so einfach
Aus der Erdgaswelt ist die Odorierung bekannt: Da Erdgas geruchlos ist, wird ein Riechstoff zugesetzt, der im Falle eines Gasleckage sofort wahrnehmbar macht. Derselbe Gedanke liegt bei Wasserstoff nahe, zumal dieser ebenfalls geruchlos ist.
Das Problem: Bei der Verbrennung von Erdgas wird das Odormittel schlicht mitverbrannt – kein weiterer Aufwand nötig. Bei der Brennstoffzellenanwendung hingegen würde das Odormittel die Zelle direkt schädigen und müsste vor dem Eintritt in die Zelle zuverlässig herausgefiltert werden. Das ist technisch machbar, bedeutet aber zusätzlichen Aufwand und Kosten.
Die Alternative – den Wasserstoff unodoriert zu lassen und stattdessen flächendeckend elektronische Gaswarngeräte einzusetzen – ist laut dem Bericht nicht wirtschaftlich realistisch: Die Investitions- und Wartungskosten würden in der Breite jeden vertretbaren Rahmen sprengen. Ein geeignetes Odormittel speziell für Wasserstoff wurde in einem früheren Forschungsprojekt zwar entwickelt, ist aber bislang nicht am Markt verfügbar. Das Thema bleibt damit vorerst ungelöst.
Armaturen im Langzeittest: Extern gut, intern problematisch
Zwischen Oktober 2023 und September 2025 strömten rund 10.000 Kubikmeter Wasserstoff durch eine Teststrecke mit 16 verschiedenen Armaturen – darunter Klappen, Schieber, Schnellschlussventile, Flansche und Muffen. Vor und nach dem Langzeitbetrieb wurden sowohl die externe als auch die interne Dichtheit der Komponenten geprüft.
Das Ergebnis ist zweigeteilt:
Externe Dichtheit (Leckage nach außen an die Umgebung): Überwiegend positiv. Grenzwertverletzungen traten vor allem bei extremen Temperaturen von minus 20 Grad auf – an normalen Betriebstagen war die externe Dichtheit in der Regel gewährleistet.
Interne Dichtheit (Leckage durch geschlossene Ventile und Klappen): Hier zeigt sich das eigentliche Problem. Mehr als die Hälfte der geprüften Komponenten überschritt nach dem Langzeitbetrieb den zulässigen Grenzwert – und das nicht nur bei Extremtemperaturen, sondern auch bei Raumtemperatur und plus 40 Grad. Die Ursache liegt nicht allein am Wasserstoff selbst: Auch die mechanische Alterung durch Betätigung und die vergleichsweise hohen Volumenströme spielen eine Rolle. Das Fazit ist kein Alarmsignal, aber ein klarer Hinweis: Die interne Dichtheit von Armaturen ist ein Aspekt, der im realen Betrieb aktiv überwacht werden muss und nicht stillschweigend vorausgesetzt werden kann.
CO₂-Fußabdruck der Rohrverlegung: Die Methode macht den Unterschied
Das Arbeitspaket zur Ökobilanzierung untersuchte, wie viel CO₂ die Verlegung verschiedener Rohrmaterialien und -typen verursacht. Wenig überraschend, aber gut belegt: Die klassische offene Bauweise – Straße aufreißen, Graben ausheben, Rohr verlegen, wieder verfüllen und asphaltieren – hat den höchsten CO₂-Fußabdruck unter allen untersuchten Methoden.
Deutlich besser schneiden grabenlosen Verfahren ab, insbesondere das Horizontal Directional Drilling (HDD) – umgangssprachlich auch als Erdrakete bekannt. Dabei wird das Rohr von einem Eintrittspunkt zu einem Austrittspunkt unterirdisch vorgetrieben, ohne die Oberfläche dazwischen aufzureißen. Dieses Verfahren ist beim ersten Blick kostenintensiv, kann sich jedoch bei großen Verlegevolumina und kontinuierlichem Einsatz der Geräte wirtschaftlich rechnen.
Pipeline oder Trailer? Ein konkreter Richtwert
Eines der praxisrelevantesten Ergebnisse liefert das Arbeitspaket zur Wirtschaftlichkeit: Ab welcher transportierten Wasserstoffmenge lohnt sich eine Pipeline gegenüber dem Lkw-Trailer?
Die Antwort ist klarer, als viele vielleicht erwarten würden:
- Bis ca. 10 Tonnen Wasserstoff pro Tag ist der Trailer-Transport in der Regel die günstigere Lösung.
- 10 bis 20 Tonnen pro Tag ist ein Übergangsbereich, in dem die Entscheidung von den konkreten Randbedingungen abhängt.
- Ab 20 bis 60 Tonnen pro Tag wird die Pipeline wirtschaftlich vorteilhaft.
Das ist ein relevanter Richtwert für die laufende Debatte über den Aufbau von Wasserstoffverteilnetzen. Denn er verdeutlicht: Nicht jeder Verbraucher, der noch nicht am geplanten Kernnetz hängt, braucht zwingend eine eigene Pipelineanbindung. Für viele Einzelstandorte mit moderatem Bedarf ist der Straßentransport schlicht die rationellere Variante – zumindest so lange, bis die Abnahmenmengen die Schwelle von 20 Tonnen täglich überschreiten. Der schrittweise Aufbau einer Pipelineinfrastruktur sollte sich an diesen Mengengerüsten orientieren, statt flächendeckend auf Vorrat gebaut zu werden.
Fazit: Solide Wissensbasis, offene Fragen
Der Abschlussbericht liefert eine der bislang umfangreichsten empirischen Grundlagen zum Verhalten von Wasserstoffinfrastruktur unter realen Betriebsbedingungen. Die Ergebnisse sind überwiegend ermutigend – zeigen aber auch, dass einige Annahmen, die bislang als selbstverständlich galten (sauberer Wasserstoff bleibt sauber, geschlossene Ventile bleiben dicht), im Langzeitbetrieb einer kritischen Überprüfung standhalten müssen.
Offen bleibt unter anderem die Frage der Leckageerfassung: Die Messung von H₂-Leckageraten unter realen Außenbedingungen – mit Temperaturschwankungen, wechselnden Druckverhältnissen und begrenzter Messtechnik – stellt weiterhin eine erhebliche messtechnische Herausforderung dar. Und damit auch die Frage, welche indirekten Klimawirkungen durch diffuse Wasserstoffemissionen entstehen – ein Thema, das in der Fachwelt zunehmend Aufmerksamkeit bekommt.
Der vollständige Abschlussbericht ist hier zu finden:
https://oa.tib.eu/renate/items/0698c858-ba1b-4bcd-9f8f-ce5b677ed3b4
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