Hybrid-Energie-Revolution: Supraleiter und Wasserstoff kombiniert
09.03.2026
Die Kombination von supraleitenden Kabeln und Wasserstoff in derselben Pipeline eröffnet die Möglichkeit, zwei Energieträger – Strom und Wasserstoff – gleichzeitig zu übertragen, die sogenannte hybride oder duale Übermittlung. Erforscht wurde diese kostengünstigere und effizientere Methode im europäischen Forschungsprojekt SCARLET, was Wissenschaftlerin Adela Marian vom Forschungsinstitut für Nachhaltigkeit (RIFS) am GFZ nun in einem Artikel mit ihrem Kollegen Christian-Eric Bruzek (ASG Superconductors) wissenschaftlich demonstriert.
Die Energiewende erfordert enorme Investitionen in Stromnetze wegen der Elektrifizierung des Wärme- und Mobilitätssektors und aufgrund des Ausbaus erneuerbarer Energien. Supraleiter bieten hohe Stromdichten bei gleichzeitig null Widerstand. Im nun veröffentlichten Roadmap-Artikel „Superconducting high-power cables and lines—development status and technology roadmap“ werden von verschiedenen Autorinnen und Autoren die wichtigsten und aktuellsten Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten im Bereich supraleitender Kabel in 19 Kapiteln zusammengefasst. RIFS-Wissenschaftlerin Marian und ihr Kollege Bruzek erläutern in Kapitel 19 die hybride Übermittlung von Supraleiter und Wasserstoff.
Da Wasserstoff weltweit eine Schlüsselrolle auf dem Weg zur Dekarbonisierung spielt, wird seine effiziente Verteilung zunehmend wichtiger. Die von Marian und Bruzek vorgestellte Methode besitzt Kostensparpotenzial, da die Infrastrukturkosten für Strom und Wasserstoff geteilt werden können. Darüber hinaus generiert der transportierte Wasserstoff bei seiner Lieferung an Kunden wiederum Einnahmen, wodurch sich die Kosten fürs Kühlsystem amortisieren, so das Autorenteam.
Für energieintensive Industrien wie die metallurgische oder chemische Industrie, aber auch für umweltfreundliche Transportsysteme beispielsweise in Häfen ist diese Technologie vielversprechend, weil dabei sowohl große Strom- als auch Wasserstoffmengen benötigt werden (siehe Abb.).
Technische Herausforderungen und Lösungsansätze
Das Projekt adressiert eine Reihe technischer Herausforderungen, darunter die elektrische Isolierung bei kryogenen Temperaturen – diese liegen zwischen minus 200 bis minus 250 Grad Celsius – die Kühltechnik für Wasserstoff und die Entwicklung von sicheren Kabelanschlüssen. Die Kühltechnik basiert auf ausgereiften industriellen Lösungen für kryogene Flüssigkeiten, erfordert jedoch spezielle Anpassungen für das Arbeiten mit Wasserstoff.
Derzeit wird ein wasserstoffgekühltes Kabelsystem mit zwei Netzanschlüssen industriell hergestellt und fürs Testen vorbereitet. Dies wird ein erster Prototyp in Originalgröße für den kombinierten Transport von Strom und Wasserstoff sein, der die Anforderungen für eine Netzintegration erfüllt. Neben der Charakterisierung und Validierung von flüssigem Wasserstoff als Kühl- und Isoliermedium sind weitere Langzeittests Schritte, um Sicherheitsstandards für den Betrieb mit Wasserstoff und Empfehlungen für einen Teststandard für supraleitende Mittelspannungs-Gleichstromkabel zu definieren.
Der Abschluss des Projekts SCARLET trägt zur Integration supraleitender Technologien in die Energieinfrastruktur bei. Die entwickelten Technologien werden als Grundlage für die breite Anwendung hybrider Energieverteilungssysteme dienen und die Dekarbonisierung verschiedener Industriezweige unterstützen. Die Kombination aus Strom- und Wasserstofftransport verspricht eine effiziente und nachhaltige Energieversorgung der Zukunft.
Publikation
Christian-Eric Bruzek and Adela Marian: MgB2 power link with liquid hydrogen, Chapter 19 in: M Noe et al: Superconducting high-power cables and lines - development status and technology roadmap, Supercond. Sci. Technol. 39 (2026) 023501, DOI: 10.1088/1361-6668/ae15c2.
