Die Hochschule für Angewandte Wissenschaften (HAW) Hamburg hat das Forschungsprojekt X‑Energy nach neun Jahren abgeschlossen. Gemeinsam mit über 20 Partnern entwickelten Wissenschaftler des Competence Center für Erneuerbare Energien und EnergieEffizienz (CC4E) unter anderem Lösungen zu den Themen Sektorenkopplung, Power‑to‑Gas, biologische Methanisierung, CO2‑Abscheidung aus der Luft und Kohlenstoffkreisläufe. Das Bundesforschungsministerium förderte das Vorhaben mit 10,9 Millionen Euro. Auf einer Abschlusskonferenz Mitte Februar 2026 in Hamburg stellte das CC4E die wichtigsten Ergebnisse vor.
Bei der biologischen Methanisierung wird mittels Elektrolyse erzeugter Wasserstoff mit atmosphärischem CO2 durch Mikroorganismen zu Methan umgewandelt und kann ins Erdgasnetz eingespeist werden. Da grüner Wasserstoff allein keine ausreichende Wertschöpfung ermöglicht, befasste sich X‑Energy auch mit der CO2‑Abscheidung, die für die Herstellung von E‑Fuels und synthetischem Methan erforderlich ist. Die Kombination aus H2 und per Direct Air Capture (DAC) gewonnenem CO2 gilt als wichtiger Baustein der Energiewende – sowohl für synthetische Kraftstoffe und speicherfähige Energieträger als auch für die chemische Industrie. Zudem kann DAC zur Dekarbonisierung beitragen, da es klimaneutrale Produktionsprozesse und potenziell sogar negative Emissionen ermöglicht.
Im Projekt Hymspiel hat das CC4E ein integriertes System zur lokalen Energieerzeugung, -speicherung und -versorgung entwickelt. Die Ziele sind eine effizientere Nutzung erneuerbarer Energien, die Entlastung der Netze und eine höhere Versorgungssicherheit. Kern ist eine 100 kW‑PEM‑Elektrolyseanlage, die rund 2,2 kg Wasserstoff pro Stunde produziert. „Der Wasserstoff wird in ein modulares Speichersystem mit einer Niederdruck- und einer Hochdruckstufe (bis 300 bar) zwischengelagert“, erklärt Petrit Vuthi, wissenschaftlicher Mitarbeiter des Projektes. „Die Rückverstromung erfolgt in der Versuchsanlage durch ein Wasserstoff-BHKW und später eine Brennstoffzelle.“ Teil des Konzepts ist zudem die Nutzung der entstehenden (Ab-)Wärme zur Beheizung der Gebäude vor Ort.
„Durch flexible Speicherung und bedarfsgerechte Rückverstromung soll die lokale Energieversorgung optimiert werden, um das Potenzial von Wasserstoff als Energiespeicher im Quartier nutzen zu können“, erläutert Mike Blicker, Co-Projektleiter von Hymspiel und Koordinator von X-Energy am CC4E. „Eine stromnetzdienliche Nutzung lokaler Flexibilitäten ermöglicht insgesamt eine bessere Integration von erneuerbaren Energien ins Stromsystem.“ Außerdem würde sich dadurch der Bedarf des Netzausbaus reduzieren. Ergänzend untersucht das Projekt, wie Gebäude über sogenannte Prosumer-Modelle voneinander profitieren können.
Um Systemintegration ging es bei X-Energy auch mit der Frage, wie man Windstromspitzen für die Elektrolyse nutzt oder Strom-, Gas- und Wärmenetze integriert plant. Andere Forscher optimierten Zwei-Blatt-Rotoren und Multirotor-Systeme für Windenergieanlagen und etablierten gemeinsam mit der University of Strathclyde eine internationale Jahreskonferenz für Multirotorforschung. Außerdem wurde eine der bundesweit ersten Anlagen zur bedarfsgerechten Nachtkennzeichnung von Windenergieanlagen in Betrieb genommen. Die im Projekt entwickelten Innovationen und Effizienzsteigerungen erhöhen das Potenzial für erneuerbaren Strom – und somit auch für grünen Wasserstoff.
Mit mehr als 20 Partnern aus Industrie und Gewerbe, die eng mit den Ingenieuren von X‑Energy kooperiert haben, ging das Projekt über Grundlagenforschung weit hinaus – zu bereits marktnahen Anwendungen in der Praxis. Zwei Ausgründungen zeigen, dass der Technologietransfer funktioniert hat: eine zur intelligenten Steuerung von Wärme- und Stromerzeugern und eine weitere im Bereich der Wartungsstrategien von Windenergieanlagen. „Die Kooperation zwischen Wissenschaft und Wirtschaft ist für die Energiewende in unserer Stadt unverzichtbar“, betonte deshalb auch Hamburgs Zweite Bürgermeisterin und Umweltsenatorin Katharina Fegebank auf der Abschlusskonferenz. Die Zusammenarbeit „beschleunigt Innovationsprozesse und trägt zum wichtigen Wissens- und Technologietransfer bei.“
Einen Ausblick darauf, wie es mit der Forschung nun weitergeht, gab Hans Schäfers, Professor für intelligente Energiesysteme und Energieeffizienz sowie Leiter des CC4E. Die durch X-Energy geschaffene Infrastruktur wirkt bereits in Folgeprojekte wie das Norddeutsche Reallabor (NRL) hinein. Weil Hamburg als zweitgrößte Stadt Deutschlands und mit einem bedeutenden Industriegebiet im Hafen – Metall, Chemie – schon bis 2040 klimaneutral werden will, ist Eile geboten. Die Nutzung von grünem Überschussstrom zur Produktion von Wasserstoff ist da zwar naheliegend, aber aus regulatorischen Gründen immer noch schwierig.
Doch das Potenzial kann sich sehen lassen, wie ein Teilvorhaben des NRL zeigt. „Nach ersten Erkenntnissen ließen sich mit einer Elektrolyse-Kapazität von circa 2,3 Gigawatt, verteilt auf 52 Standorte an entscheidenden Netzknoten in Schleswig-Holstein und Hamburg, rund 80 Prozent der im Normalfall abgeregelten Überschussmengen an Strom aus erneuerbaren Energien reduzieren,“ sagt Hans Schäfers gegenüber HZwei. „Das Konzept dezentraler Anlagen kann die Wasserstoffstrategie der Freien und Hansestadt Hamburg unterstützen, die bislang vor allem zentrale Projekte und Anlagen wie das Hamburg Green Hydrogen Hub (HGHH) am Standort des ehemaligen Kohlekraftwerks Moorburg umfasst.“
Eindringlich mahnt er, jetzt politisch und rechtlich den Rahmen für den Aufbau von Kapazitäten zu schaffen, um den prognostizierten Bedarf an grünem Wasserstoff sowohl durch Import als auch durch heimische Produtkion decken zu können.
Da sich X‑Energy intensiv mit Technologien beschäftigt hat, die voraussichtlich erst in zehn bis fünfzehn Jahren im großen Maßstab eingesetzt werden, liefert es Impulse für zukünftige Speicherstrategien und die Produktion klimaneutraler Moleküle. Das dürfte besonders Investoren, Projektentwickler und Kommunen interessieren. Und es ist auch der Zeitraum, in dem die Wasserstoffwirtschaft wahrscheinlich in die breite industrielle Anwendung gehen wird.
