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  • HydrOxy Hub Walsum

    Ein Wasserstoff-Leuchtturmprojekt in Duisburg für die Dekarbonisierung der Stahlindustrie

    Gemeinsam mit den Projektpartnern thyssenkrupp Steel und thyssenkrupp Uhde Chlorine Engineers arbeitet STEAG an einer Machbarkeitsstudie zum Bau einer Wasserelektrolyse mit einer Kapazität von bis zu 500 Megawatt (MW) auf dem Gelände des STEAG Standorts in Duisburg-Walsum. Die Anlage soll der Belieferung des nahegelegenen Stahlwerks von thyssenkrupp Steel mit grünem Wasserstoff und Sauerstoff dienen. Bei einer Investitionsentscheidung im Frühjahr 2023 ist eine kommerzielle Inbetriebnahme der Anlage Anfang 2025 denkbar.

     

    Wir können uns vorstellen, dass das Projekt die ein oder andere Frage aufwirft und hoffen, Ihnen folgend die wichtigsten Fragen beantworten zu können.

    • Welche Projektpartner sind beteiligt und welche Aufgaben übernehmen sie später?

      Das Projekt wird getragen von zwei Konzerngesellschaften von thyssenkrupp sowie der STEAG. Konkret geht es um folgende Unternehmen:

      • STEAG Green Business GmbH (STEAG) (Betrieb und Produktion)
      • thyssenkrupp Steel Europe AG (tkSE) (Abnahme und Einsatz in der Stahlproduktion)
      • thyssenkrupp Uhde Chlorine Engineers GmbH (tkUCE) (Anlagenlieferant)
    • Wieviel werden die drei Unternehmen investieren?

      Das Projektvolumen beträgt auf Basis aktueller Schätzungen voraussichtlich bis zu 500 Mio. Euro bei einer Elektrolyseleistung von 500 Megawatt (MW). Alle drei Projektpartner planen eine eigene Beteiligung als Investor und werden darüber hinaus gezielt private und öffentliche Finanz- und Fördermittel einwerben. Eine genaue Bezifferung der einzelnen Investitionen ist daher noch nicht möglich, da dies auch von den weiteren Mittelgebern und der Projektentwicklung abhängt.

    • Welche Leistung soll die Elektrolyse haben?

      Auf dem Gelände der STEAG in Walsum wären Bau und Betrieb einer Elektrolyseleistung von bis zu 500 MW möglich. Dies entspricht einer Wasserstoffproduktion von ca. 9 t/h und einer Sauerstoffproduktion von ca. 72 t/h. Die genaue Leistung zum Start des Projekts werden wir im Laufe der Machbarkeitsstudie bzw. im Rahmen der Projektentwicklung festlegen. Insbesondere der Wasserstoff dient dazu, dass thyssenkrupp am Standort Duisburg Stahl künftig klimaneutral erzeugen kann.

    • Wann würde die Elektrolyse in den Betrieb gehen?

      Eine Inbetriebnahme ist für Anfang 2025 geplant, sofern im Frühjahr 2023 eine Investitionsentscheidung fällt.

    • Wo genau soll die Elektrolyse gebaut werden?

      Die Elektrolyse soll am Standort der STEAG in Walsum auf der Fläche des ehemaligen Zechengeländes westlich der Römerstraße entstehen. Dieser Standort ist nicht zuletzt wegen der räumlichen Nähe zum Stahlwerksstandort ideal geeignet.

    • Wie funktioniert die Elektrolyse und wofür wird sie genau benötigt?

      Das Grundprinzip der Wasserelektrolyse ist die Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff durch den Einsatz von elektrischem Strom. Nutzt man dafür Strom aus erneuerbaren Energien, erhält man sogenannten grünen Wasserstoff – „grün“ deshalb, da er klimaneutral produziert wurde. Neben Wasserstoff und Sauerstoff fällt zudem Wärme an, die z.B. in Form von Wärme weiterverwendet werden könnte.

      Grüner Wasserstoff spielt u.a. bei der Dekarbonisierung der Stahlindustrie eine zentrale Rolle. Er kann dort den bisher genutzten Kohlenstoff in Form von Koks bzw. Kohle ersetzen. Beim Einsatz von Kohlenstoff in der Stahlproduktion entsteht CO2, beim Einsatz von Wasserstoff hingegen lediglich Wasserdampf. Der Wasserstoff übernimmt dabei die Rolle des Reduktionsmittels, mit dem Eisenerz (in Form von Eisenoxiden) reduziert wird. Konkret bedeutet das: Dem Eisenerz wird der enthaltene Sauerstoff entzogen. Danach wird das so gewonnene Eisen dann zu Stahl weiterverarbeitet.

      Die Wasserelektrolysetechnologie von thyssenkrupp Uhde Chlorine Engineers setzt sich aus vorgefertigten Standardmodulen zusammen. Durch dieses modulare Konzept lässt sich die Anlage in Walsum einfach auf bis zu mehrere hundert Megawatt skalieren. Dadurch ist der Einsatz vor allem für die Dekarbonisierung im industriellen Maßstab interessant.

    • Wo genau soll die Pipeline zwischen Elektrolyse und Stahlwerk verlaufen? Wäre diese unter- oder überirdisch?

      Tatsächlich geht es um zwei Pipelines: eine für Wasserstoff, die andere für Sauerstoff. Beide sollen parallel geführt die künftige Elektrolyseanlage in Walsum und das Stahlwerk in Hamborn verbinden. Beide Standorte sind nur wenig mehr als zwei Kilometer voneinander entfernt. Der genaue Verlauf der Pipeline-Trasse steht zurzeit noch nicht fest. Diese soll nach derzeitigen Planungen unterirdisch verlegt werden. Konkretere Ausführungsdetails und erste Planungsüberlegungen wird es im Verlauf der Erstellung der Machbarkeitsstudie geben. In jedem Falle wird aber sichergestellt sein, dass die Planungen zur Trassenführung sowohl mit der geplanten Umgehungsstraße zur Entlastung des Walsumer Ortskerns als auch der Weiterentwicklung des Logport-Geländes abgestimmt sein wird.

    • Ist mit Lärmbelästigung durch die Elektrolyse zu rechnen?

      Eine Elektrolyseanlage auch dieser Größe arbeitet geräuscharm. Lediglich ggf. erforderliche Lüfter, Verdichter, Kühlanlagen und ähnliches können kleinere Schallquellen darstellen. Sämtliche Schallquellen werden nach dem Stand der Schallminderungstechnik ausgestattet und die Anlage wird insgesamt keinen relevanten Schallbeitrag für die Umgebung liefern.

      Da der entstehende Wasser- und Sauerstoff im Anschluss per unterirdischer Pipeline zum Stahlwerk transportiert werden, entstehen durch den Transport keine Schallemissionen.

    • Wird das Verkehrsaufkommen rund um die Elektrolyseanlage steigen?

      Dadurch, dass der produzierte Wasser- und Sauerstoff per Pipeline zum Stahlwerk transportiert werden, wird wegen des Produkttransports kein zusätzliches Verkehrsaufkommen entstehen. Auch die sonstigen, für die Elektrolyse benötigten Betriebsmittel (v.a. Wasser und Strom) haben kein Verkehrsaufkommen zur Folge. Zu erwarten ist vereinzelter Verkehr im Rahmen der Anlieferung von Betriebsmitteln, von Wartungsarbeiten und bei An- und Abreise von Beschäftigten, Besuchern usw.

      Dass es während der Errichtung der Elektrolyseanlage wegen der Bauarbeiten ein vorübergehend erhöhtes Verkehrsaufkommen geben wird, versteht sich von selbst.

    • Haben die Elektrolyseanlage und die Anbindung an das tk Werksgelände einen Einfluss auf die geplante Umgehungsstraße (SW-Querspange) und das damit verbundene Projekt Friedrich-Park?

      Wie auch immer letztlich die Planungen für den Bau der Pipeline aussehen werden: es ist klar, dass dabei die Belange der Umgehungsstraße und das Projekt Friedrich-Park Berücksichtigung finden werden. Dies erscheint auch deshalb unkompliziert möglich, weil die geplante Umgehungsstraße an der Anbindung an die Dr.-Wilhelm-Roelen-Straße enden soll. Eine planerische Nutzung des ehemaligen Zechengeländes ist nicht mehr vorgesehen. Damit hat die Elektrolyseanlage folglich keinen Einfluss auf die geplante Umgehungsstraße und natürlich auch nicht auf das Projekt Friedrich-Park.

    • Wäre während des Baus der Anlage bzw. der Pipeline mit Einschränkungen oder Belästigungen für die Anwohner zu rechnen? Etwa durch Baulärm?

      Beim Bau der Anlage bzw. der Pipeline sind vorübergehende Auswirkungen des entsprechenden Baustellenbetriebs auf die Umgebung, etwa in Form von Baulärm oder durch die An- und Abfahrt von Baufahrzeugen und Materialanlieferungen, nicht zu vermeiden. Wie bei Bauprojekten dieser Art üblich, würden dabei selbstverständlich auch Ruhe- und Nachtzeiten gewahrt. Maßgeblich sind hier die Vorgaben der „Allgemeinen Verwaltungsvorschriften (AVV) Baulärm“. Zu erwarten wäre eine Bauzeit von etwa knapp 2 Jahren.

    • Geht die Elektrolyse mit Emissionen einher? Entsteht durch die Elektrolyse Rauch oder Dampf?

      Beim Betrieb einer Elektrolyse entsteht neben Wasserstoff und Sauerstoff lediglich Wärme, die in Form von Abwärme mittels einer Wärmepumpe in ein Wärmenetz gespeist werden kann oder über einen Zellenkühler rückgekühlt werden muss. Hierbei können Wasserdampfschwaden entstehen. Rauchemissionen können nicht entstehen.

    • Entstehen bei der Elektrolyse giftige Stoffe?

      Nein. Beim Betrieb der Elektrolyse entstehen keinerlei gesundheitsgefährdende Stoffe oder Emissionen.

    • Welche weiteren Anlagen, außer der Elektrolyse und den Pipelines, würden benötigt und gebaut?

      Neben der Elektrolyse entstehen weitere Anlagen. Dies sind vor allem Verdichter für den Wasser- und Sauerstoff sowie Aggregate zur Rückkühlung sowie ggf. eine Wärmepumpe. Zudem werden Anlagen zum Anschluss an das Stromnetz errichtet, z.B. eine Schalt- oder Umspannanlage. Dies ist erforderlich wegen der erheblichen Strommengen, die für die Elektrolyse benötigt werden.

    • Die Elektrolyse benötigt große Strommengen. Bergen die hohen Spannungen nicht auch Gefahren?

      Mit der STEAG wird die Elektrolyse von einem Energieunternehmen betrieben, das über langjährige und umfassende Erfahrung im sicheren Umgang mit Energie verfügt. Vor diesem Hintergrund sind mit dem Umgang mit den benötigten Strommengen oder -spannungen keine über das heutige Maß hinausgehende Herausforderungen in der Umgebung verbunden.

    • Wo kommt der Strom für die Elektrolyse her? Werden Sie grünen Strom nutzen?

      Wirklich klimaneutral wird der Einsatz von Wasserstoff erst dann, wenn dieser auch klimaneutral produziert wurde – also mit grünem Strom. Entsprechend ist die Sicherstellung der Grünstromversorgung ein wichtiger Bestandteil des Projekts. Denn das Ziel ist ganz klar die Produktion von und Versorgung des Stahlwerks mit grünem Wasserstoff. STEAG sorgt dafür, dass die eingesetzte Energie aus erneuerbaren Quellen stammt. Dazu ist es nicht notwendig, dass die benötigte Menge regenerativen Stroms am Standort selbst erzeugt wird, sondern dass STEAG die notwendige Menge beschafft und den Elektrolyseur damit versorgt. Zusätzlich prüft die STEAG auf den Dachflächen der geplanten Elektrolyse-Hallen PV-Anlagen zu installieren, die wiederum lokal erzeugten, erneuerbaren Strom für die Erzeugung des grünen Wasserstoffs liefern können.

    • Die Elektrolyse benötigt viel Wasser. Zapfen Sie dafür den Rhein an? Welche Auswirkungen auf den Fluss ergeben sich daraus?

      Das genaue Konzept wird im Rahmen der Machbarkeitsstudie ausgearbeitet werden. Eine Möglichkeit ist die Versorgung der Elektrolyse mit Wasser durch die öffentliche Wasserversorgung. Alternativ könnte auch Wasser aus dem Rhein aufbereitet und eingesetzt werden. In diesem Fall fällt die Wasserentnahme für die Elektrolyseanlage gegenüber der bisherigen Wasserentnahme am Kraftwerksstandort gering aus. Auswirkungen auf die Wasserhaltung im Rhein ergeben sich insofern nicht.

    • Wird die Elektrolyse Einfluss auf die Wasserqualität des Rheins haben? Werden Sie Abwässer in den Fluss einleiten?

      Die Elektrolyse produziert keine wesentlichen Abwässer und hat damit keinen Einfluss auf den Rhein oder andere Gewässer. Bei der Herstellung von demineralisiertem Wasser entstehen jedoch auch Abwässer, die aber durch ihre unbedenkliche Zusammensetzung sowohl in den Rhein direkt eingeleitet oder auch als Indirekteinleitung der öffentlichen Abwasserentsorgung zugeführt werden können.

    • Welche Gefahren bestehen für das Umfeld der Anlage bzw. für Gegenden rund um die Pipeline?

      Der falsche Umgang mit Wasserstoff bietet aufgrund der Explosionsgefahr des Stoffes in Kombination mit Sauerstoff in der Tat Risiken. Gleichzeitig ist Wasserstoff aber etwa in der Industrie seit Jahrzehnten ein vielfältig genutzter Rohstoff. Entsprechend ausgereift und verlässlich ist die Sicherheitstechnik im Umgang mit Wasserstoff. Und entsprechend hoch sind auch die Sicherheitsstandards, die beim Betrieb der Elektrolyse bzw. beim Transport des Wasserstoffs gelten.

    • Die Anlage soll sehr groß werden. Was bedeutet das für das Stadtbild?

      Es ist vorgesehen, die Anlage auf der Fläche des ehemaligen Zechengeländes westlich der Römerstraße gelegen auf dem Werksgelände von STEAG zu errichten. Angedacht ist eine hallenartige Bauweise, die äußerlich am ehesten an ein Logistikzentrum erinnert. Im Gegensatz zu den Gebäuden des bestehenden Kraftwerks werden die neuen Gebäude von geringerer Höhe sein.

    • Wie groß wird die Anlage flächenmäßig?

      Der Flächenbedarf beträgt vermutlich 60.000 – 90.000 m2. Die Fläche des ehemaligen Zechengeländes westlich der Römerstraße beträgt ca. 150.000 m2. Das genaue Aufstellungskonzept wird noch entwickelt, so ist auch eine zweigeschossige eingehauste Aufstellung zur Flächenoptimierung denkbar.

    • Welche Auswirkung hat die kurzfristig anstehende Stilllegung des STEAG Kraftwerks Walsum 9 auf das Projekt?

      Die Bundesnetzagentur hat am 1. Dezember 2020 verkündet, dass der Kraftwerksblock Walsum 9 der STEAG im Rahmen der ersten Stilllegungsauktion von Steinkohlekraftwerken bezuschlagt wurde und nun zum 1. Januar 2021 vom Netz gehen wird. Was künftig mit der Fläche geschehen wird, auf der der Kraftwerksblock zurzeit steht, ist zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht entschieden und insofern ist diese Teilfläche des Areals auch nicht Gegenstand der Projektüberlegungen in Sachen Wasserstoffproduktion am Standort Walsum.

    • Wäre es nicht besser, industrielle Anlagen dieser Art weiter weg von Wohnsiedlungen zu bauen?

      Die Anlagen entstehen auf traditionell industriell genutzten Flächen. Hinzu kommt, dass die eingesetzte Technik für den gewählten Standort geeignet und ohne Auswirkungen auf das Umfeld des Standorts ist. Sicherheitsstandards und Sicherheitsabstände werden dort eingehalten und der Standort wird im Einklang mit dem Störfallrecht betrieben. Zudem ermöglicht die kurze Entfernung zwischen dem STEAG-Standort in Walsum und dem thyssenkrupp Stahlwerk Hamborn kurze Transportwege und eine dementsprechend optimale Transportinfrastruktur. Deshalb und wegen der planungsrechtlichen Einordnung des Standorts ist eine schnelle Realisierung des Projekts möglich. Schon 2025 könnte die Inbetriebnahme der Anlage stattfinden. Neben diesen wirtschaftlichen Vorteilen sichert das zukunftsweisende Projekt qualifizierte Arbeitsplätze in Stadt und Region. Der ehemalige Bergbaustandort in Walsum erhält durch das Projekt eine neue Zukunft innerhalb einer nachhaltigen Wasserstoffwirtschaft.

    • Schafft die Elektrolyse Arbeitsplätze? Lassen sich diese beziffern?

      Eine Elektrolyseanlage in Walsum würde lokale und qualifizierte Arbeitsplätze mit sich bringen und so den Wirtschaftsstandort Duisburg stärken. Durch die zunehmende Bedeutung von Wasserstoff für verschiedene Branchen und Sektoren entstehen in Walsum zukunftsfähige Perspektiven für Arbeitnehmer. Wie viele Arbeitsplätze es letztlich sein werden, lässt sich aktuell nicht abschließend sagen. Zudem wird auch eine erfolgreiche Transformation zur klimaneutralen Stahlproduktion in Duisburg eine große Zahl qualifizierter Arbeitsplätze sichern.

    • Wie steht die Stadt Duisburg zu Ihrem Vorhaben?

      Alle Projektpartner haben bereits frühzeitig den Austausch mit der Stadt Duisburg gesucht. Das Projekt kann ein Leuchtturmprojekt für die Wasserstoffregion NRW und die Stadt Duisburg sein. In jedem Fall ist es ein wichtiger Schritt hin zur Dekarbonisierung der Industrie und auf dem Weg zu einer klimaneutralen Gesellschaft. Insofern trägt das Projekt dazu bei, den Wirtschafts- und Industriestandort Duisburg dauerhaft zu erhalten.

    • Die Anlage soll in unmittelbarer Nachbarschaft zu Duisburger Wohngebieten entstehen. Wie wird die Bevölkerung in den Prozess eingebunden?

      Transparenz und die Einbindung der Nachbarschaft sind uns wichtig. Wir werden daher den Dialog mit der Walsumer Bevölkerung suchen und umfassend über das Projekt informieren – etwa in Form von (corona-bedingt ggf. digitalen) Dialog- und Informationsveranstaltungen. Auch der Austausch mit der Stadt Duisburg, dem Rat sowie der Bezirksvertretung steht für uns im Mittelpunkt, weshalb wir diesen bereits früh gesucht haben. Wir wollen dem Standort Walsum gemeinsam mit den Anwohnern eine neue Perspektive bieten.

     

     

    Bild: (C) euroluftbild.de/Hans Blossey