Untertage­speicher­technik

Einfluss von Biogas und Wasserstoff auf die Mikrobiologie in Untertagegasspeichern – Literaturstudie

Vorliegende Literaturstudie beleuchtet mögliche Auswirkungen und Risiken mikrobiologischer Prozesse in Untergrundspeichern, mit Blick auf die geplante anteilige Einspeisung von Wasserstoff und Bio- Methan. Es werden die vielfältigen, möglichen mikrobiellen Stoffwechselwege dargestellt und praxisrelevante ökologische Parameter der Speichermikrobiologie, Wechselwirkungen mit Gesteinsmatrix und Formationswässern, Kontaminationsrisiken sowie mögliche Auswirkungen für den technischen Speicherbetrieb diskutiert.

Obwohl eine Übertragung der Erfahrungen aus der reinen Wasserstoff- bzw. Stadtgasspeicherung nur eingeschränkt möglich ist, lassen sich die mikrobiologischen Risiken, die mit der geplanten, anteiligen Einspeisung von Wasserstoff und Bio-Methan in das Erdgasnetz verbunden sind, in gewissem Umfang abschätzen. Da Wasserstoff eine Energiequelle für zahlreiche anaerobe Stoffwechselprozesse ist, besteht ein erhebliches Gefährdungspotential für Untergrundspeicher, insbesondere Porenspeicher. Viele deutsche Untergrundspeicher bieten die notwendigen Voraussetzungen für einen raschen
und vollständigen mikrobiellen Abbau eingebrachter Wasserstoffanteile, weshalb eine unbedenkliche
Konzentrationsuntergrenze für Wasserstoff nicht festgelegt werden kann.

Die schnelle Wasserstoffverwertung durch sulfatreduzierende und methanogene Prokaryoten kann erhebliche technische und ökonomische Konsequenzen nach sich ziehen, wie z.B. Sulfidbildung (H2S), mikrobiell induzierte Korrosion (MIC) oder Permeabilitätsverringerung im Speichergestein. Über das mögliche Ausmaß negativer Auswirkungen und ob bestimmte Speicher mit geringerem Risiko existieren, kann derzeit nur spekuliert werden. Eine Bio-Methaneinspeisung wird als weniger problematisch eingeschätzt, wenn eine Emission von Mikroorganismen auszuschließen ist. Angesichts der aufgezeigten Risiken erscheint es lohnenswert, über Alternativen zur direkten Einspeisung von Wasserstoff in das Erdgasnetz nachzudenken und z.B. die Möglichkeiten einer Rein-Wasserstoffspeicherung in ausgewählten Kavernen oder eine vorherige Methanisierung näher zu betrachten.