100 % Wasserstoff in der Gasturbine: Kawasaki und RWE starten größten Test Europas in Lingen

Es gibt Inbetriebnahmen, zu denen kommt der Werksleiter. Und es gibt solche, zu denen reist die Botschafterin an. Am Freitag standen mehr als 100 Gäste aus Politik, Wirtschaft und Medien auf dem Gelände des Gaskraftwerks Emsland in Lingen, darunter Niedersachsens Ministerpräsident Olaf Lies, die japanische Botschafterin Mitsuko Shino und Abgesandte der japanischen Förderbehörde NEDO. Der Anlass: eine Gasturbine mit 34 MW Leistung, die RWE gemeinsam mit dem Hersteller Kawasaki Heavy Industries in Betrieb genommen hat. Laut den Unternehmen ist es die größte Turbine Europas, die vollständig mit Wasserstoff laufen kann.

Für RWE geht es um viel. Der Konzern hat vergangene Woche den Zuschlag für drei neue wasserstofffähige Gaskraftwerke erhalten, die spätestens 2045 klimaneutral laufen sollen. Wie das gehen soll, weiß heute kein Betreiber aus eigener Erfahrung. Für Kawasaki geht es um einen Markt, auf dem der Konzern bisher ein Nischenanbieter ist. Was die Turbine in Lingen kann, wie sie Wasserstoff verbrennt, warum sie ausgerechnet dort steht und wie Kawasaki gegen Siemens Energy, GE Vernova und Mitsubishi antritt.

Eine Turbine, zwei Brennstoffe

Die Maschine trägt die Typbezeichnung L30A und stammt aus Kawasakis Werk in Akashi bei Kobe. Die deutsche Tochter Kawasaki Gas Turbine Europe aus Bad Homburg hat sie in Lingen zu einem kompletten Kraftwerksblock ausgebaut, mit Generator, Brennstoffsystem und Steuerung. Anfang September meldete Kawasaki die Montage als abgeschlossen. Seit Freitag läuft der Probebetrieb.

Was dort in den kommenden Monaten passiert ist die Vorbereitung auf den Routinebetrieb. RWE und Kawasaki fahren die Anlage mit Erdgas, mit reinem Wasserstoff und mit allen Mischungen dazwischen. Sie fahren sie unter Volllast und in Teillast, mit Starts und schnellen Laständerungen, wie sie ein Kraftwerk braucht, das einspringt, wenn Wind und Sonne ausfallen. Dabei messen die Partner, ob die Flamme stabil brennt, ob die Grenzwerte für Stickoxide und Kohlenmonoxid eingehalten werden und wie die Bauteile den Betrieb mit Wasserstoff überstehen. Bezahlt wird das zu einem großen Teil mit Geldern aus Tokio: Die NEDO fördert den Versuch als internationale Demonstration japanischer Technik, die Laufzeit endet im März 2027.

Die Turbine in Zahlen

• Leistung: 34 MW elektrisch
• Brennstoff: Erdgas, Wasserstoff oder jede Mischung, 0 bis 100 % Wasserstoff
• Hersteller: Kawasaki Heavy Industries, Modell L30A
• Standort: Gaskraftwerk Emsland, Lingen
• Wasserstoffquelle: Elektrolyseure des GET H2 Nukleus auf demselben Gelände
• Testdauer: mehrere Monate, Projektende März 2027
• Ursprünglicher Zeitplan: Inbetriebnahme Mitte 2024

Beeindruckend ist die Leistung von 34 MW für sich genommen nicht. Die drei Blöcke des Gaskraftwerks Emsland nebenan kommen zusammen auf rund 1800 MW, mehr als das 50-Fache.

Für eine Maschine, die mit reinem Wasserstoff läuft, ist diese Größe allerdings neu. Kawasaki hatte seine Wasserstoffbrenner bisher nur in Anlagen mit 1,8 MW erprobt, in Kobe und bei einem Chemiekonzern in Belgien. „Die neue Anlage wird bis zu zehnmal so viel Leistung erbringen wie bisherige Wasserstoffturbinen“, sagt Nikolaus Valerius, Vorstandschef von RWE Generation.

Gemessen an Kawasakis bisher größter Wasserstoffturbine (1,8 MW) ist es sogar fast das Zwanzigfache. Lingen ist der Sprung von der Pilotanlage in die industrielle Leistungsklasse. Und dieser Sprung ist der eigentliche Test.

Wie bringt man Wasserstoff zum Brennen, ohne dass es knallt?

In der Pressemitteilung steht dazu nur, die Verbrennungssysteme sollten einen sicheren Betrieb bis hin zu reinem Wasserstoff ermöglichen. Die Projektunterlagen der NEDO sind genauer, und sie verraten das eigentlich Interessante: Für die Demonstration in Lingen setzt Kawasaki einen Diffusionsbrenner ein, der im sogenannten nassen Verfahren arbeitet. Dabei treffen Brennstoff und Luft erst in der Brennkammer aufeinander und mischen sich direkt an der Flamme. Das macht ihn robust, denn nirgends steht ein zündfähiges Gemisch vor der Flamme, das sie zurücklocken könnte.

Der Preis dafür ist eine sehr heiße Flamme, und je heißer die Flamme, desto mehr Stickoxide entstehen. Deshalb spritzt die Anlage Wasser oder Dampf in die Brennkammer, der die Flamme kühlt.

Das Prinzip ist Jahrzehnte alt und funktioniert. Aber: Die Anlage braucht aufbereitetes Wasser in großen Mengen; ein Siemens-Manager nannte einmal rund 20 t pro Stunde für eine 60-MW-Turbine mit reinem Wasserstoff. Und die Einspritzung senkt den Gesamtwirkungsgrad. Moderne Erdgasturbinen arbeiten deshalb mit Vormischbrennern, die Brennstoff und Luft schon vor der Brennkammer mager mischen. Die Flamme bleibt kühler, Stickoxide entstehen kaum, ganz ohne Wasser. Bei Wasserstoff wird das heikel, weil er viel schneller brennt als Erdgas. Die Flamme kann in den Mischbereich zurückschlagen und den Brenner zerstören.

Wie Kawasaki das Problem löst

Kawasaki hat dafür einen eigenen Weg entwickelt, die Mikromix-Verbrennung: Statt weniger großer Flammen brennen Hunderte winziger Flämmchen aus kleinen Düsen. Der Wasserstoff mischt sich auf kurzem Weg mit Luft, die Flammen bleiben kurz und vergleichsweise kühl, ein Rückschlag ist kaum möglich.

In Kobe läuft damit seit 2020 eine 1,8-MW-Turbine mit reinem Wasserstoff und trockener Verbrennung, laut Kawasaki die weltweit erste ihrer Art. Für die 34-MW-Klasse ist dieser Brenner nach den NEDO-Unterlagen noch in der Entwicklung. In Lingen geht es also zunächst um den Beweis, dass die große Maschine mit reinem Wasserstoff überhaupt stabil läuft. Der sparsame Brenner kommt später.

Warum Lingen?

Wer eine Turbine mit reinem Wasserstoff betreiben will, hat vielerorts ein Brennstoffproblem. Bei 34 MW verbrennt die Anlage unter Volllast mehrere Tonnen Wasserstoff pro Stunde, so viel liefert kein Lkw-Trailer dauerhaft. In Lingen steht die Quelle nebenan.

RWE baut dort im Projekt GET H2 Nukleus eine Elektrolyseanlage mit 300 MW Leistung, in drei Schritten zu je 100 MW. Die ersten Elektrolyseure laufen; Anfang August erreichte der erste Wasserstoff aus Lingen über eine neue Leitung den Chemiepark Marl. Bis Ende 2026 sollen 200 MW in Betrieb sein, 2027 die vollen 300 MW. Den Strom liefern Windparks in der Nordsee.

Der Standort hat sich damit zum größten Elektrolysezentrum Deutschlands entwickelt; auch die BP-Raffinerie in Lingen baut einen 100-MW-Elektrolyseur. Die Leitungen des GET H2 Nukleus gehören zu den ersten Abschnitten des Wasserstoff-Kernnetzes, ab 2027 soll Wasserstoff aus Lingen zudem in einen Kavernenspeicher in Gronau-Epe fließen. Für die Testturbine heißt das: Sie kann so lange laufen, wie die Elektrolyseure produzieren, und nicht nur, bis ein Tank leer ist. Das unterscheidet Lingen von früheren Versuchen in Europa.

Für RWE schließt sich damit ein Kreis, den der Konzern seit Jahren in Powerpoint-Präsentationen zeichnet: Windstrom wird zu Wasserstoff, der Wasserstoff wird gespeichert und bei Bedarf wieder zu Strom. Ob diese Kette sich rechnet, zeigt der Techniktest freilich nicht.

Was Wasserstoff mit einer Turbine macht

Raffinerien und Stahlwerke betreiben seit Jahrzehnten Turbinen mit wasserstoffreichen Prozessgasen. Reiner Wasserstoff ist dennoch eine andere Liga, aus vier Gründen.

• Erstens brennt Wasserstoff schnell. GE Vernova beziffert die Flammengeschwindigkeit auf etwa das Achtfache von Erdgas, daher die Gefahr des Flammenrückschlags in Vormischbrennern.
• Zweitens brennt er heiß, was die Stickoxidbildung treibt.
• Drittens steckt in einem Kubikmeter Wasserstoff nur rund ein Drittel der Energie eines Kubikmeters Erdgas. Für dieselbe Leistung muss die Anlage also etwa das Dreifache an Gasvolumen durch Leitungen, Ventile und Düsen schieben.
• Viertens ist das Wasserstoffmolekül so klein, dass es durch Dichtungen und Flansche entweicht, die für Erdgas dicht sind.

Hinzu kommt, wie sich der Wasserstoff an zwei verschiedenen Stellen auf das Metall auswirkt.

• Vor der Brennkammer strömt er unter Druck durch Leitungen, Ventile und Düsen. Dort kann er ins Metall eindringen und es spröde machen; Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkstoffmechanik haben dafür ein Lebensdauermodell vorgestellt, nach dem kurze Risse unter Wasserstoffeinfluss bis zu 100-mal schneller wachsen können.
• Hinter der Brennkammer ist der Wasserstoff verbrannt. Die Schaufeln treffen stattdessen auf ein Abgas mit deutlich mehr Wasserdampf als bei Erdgas, das Werkstoffe und Schutzschichten anders angreift. Wie lange Brennkammern, Übergangsstücke und Schaufeln unter diesen Bedingungen halten, ist für Anlagen dieser Größe bisher nicht in der Praxis erprobt.

Auch dafür ist Lingen gedacht: Die Partner wollen die Bauteile nach dem Testbetrieb auf Schäden prüfen. Was sie dabei finden, dürfte auch andere Hersteller interessieren.

Wo steht die Konkurrenz?

Neben Kawasaki arbeiten auch andere große Turbinenbauer an der Verbrennung von reinem Wasserstoff- Dabei nutzen sie unterschiedlich Entwicklungstempi und Leistungsklassen. Eine Auswahl:

• Siemens Energy hat 2023 im französischen Saillat-sur-Vienne eine 12-MW-Turbine vom Typ SGT-400 mit 100 % Wasserstoff betrieben, im EU-Projekt HYFLEXPOWER. Es war die erste Industriegasturbine Europas, die das schaffte, allerdings nur für einige Stunden, dann war der Wasserstoffspeicher leer. Für sein Portfolio gibt der Konzern, der sich zum Jahresende in Omterra umbenennt, derzeit je nach Modell bis zu 75 % Wasserstoffbeimischung frei. Bis 2030 sollen alle Turbinen bis hinauf zu knapp 600 MW mit reinem Wasserstoff laufen können.
• GE Vernova hat im Januar 2025 einen trockenen Brenner für reinen Wasserstoff in seinen kleineren Industrieturbinen validiert und will ihn ab 2026 anbieten. In Australien soll eine LM6000-Turbine im Kraftwerk Whyalla mit 100 % Wasserstoff laufen. Für die großen Blöcke, etwa die 9HA für die neuen EnBW-Kraftwerke in Heilbronn und Altbach, ist der Umstieg auf reinen Wasserstoff für die 2030er-Jahre angekündigt.
• Mitsubishi Power hat Ende 2023 in Takasago eine Turbine der 450-MW-Klasse mit 30 % Wasserstoff am Netz betrieben, als erster Hersteller in dieser Größe. Den Test mit 100 % Wasserstoff plante der Konzern an einer 40-MW-Turbine vom Typ H-25, die er als vollständig wasserstofffähig vermarktet.

Der Vergleich zeigt: Bei reinem Wasserstoff bewegen sich alle Hersteller noch in der Klasse zwischen 10 und 50 MW, und die Kawasaki-Turbine in Lingen ist dort die größte, die in Europa tatsächlich läuft. Und keiner betreibt bisher ein Kraftwerk, das dauerhaft Wasserstoff verstromt.

Erik Zindel, bei Siemens Energy für Wasserstoff zuständig, sagte dazu im Branchendienst ZfK, man sehe hier und da Tests, aber mit wenigen Ausnahmen keine Kraftwerke mit kontinuierlichem Wasserstoffbetrieb. Nicht nur, weil Wasserstoff noch teuer sei.

Kawasakis Wette auf die kleine Klasse

Wer Kawasaki vor allem von Motorrädern kennt, unterschätzt den Konzern. Kawasaki Heavy Industries baut Schiffe, Züge, Flugzeugteile, Industrieroboter und seit Jahrzehnten Gasturbinen, allerdings nur bis 34 MW. Das ist die Klasse für Blockheizkraftwerke in Chemieparks, Papierfabriken und bei Stadtwerken, nicht die Klasse der Großkraftwerke. Die drei neuen Gas-und-Dampf-Blöcke, die RWE nach dem Auktionserfolg in Weisweiler, Voerde und Werne bauen will, spielen in einer anderen Liga. Dort bauen Siemens Energy, GE Vernova, Mitsubishi und Ansaldo.

In seiner Klasse ist Kawasaki beim Wasserstoff allerdings weiter als die Konkurrenz. Seit 2023 bietet der Konzern für alle seine Turbinentypen Vormischbrenner an, die 30 % Wasserstoff im Erdgas vertragen, und rüstet damit auch bestehende Anlagen um. In Belgien läuft seit 2024 eine solche umgerüstete Maschine bei Chevron Phillips Chemical. Die 1,8-MW-Turbine mit trockener Verbrennung von 100 % Wasserstoff ist seit 2023 bestellbar. Lingen soll nun zeigen, dass die Technik auch bei 34 MW funktioniert, und zwar vor den Augen europäischer Kunden. Dass die japanische Regierung den Versuch über die NEDO bezahlt, ist Industriepolitik: In den Projektunterlagen steht Deutschland als Einstiegsmarkt, von dem aus es in die Nachbarländer gehen soll.

Motohiko Nishimura, bei Kawasaki für das Energiegeschäft zuständig, beschreibt das Geschäftsmodell in Lingen ohne Umschweife. Die Turbine könne das Mischungsverhältnis von Wasserstoff und Erdgas „je nach Verfügbarkeit und Kosten des Wasserstoffs“ anpassen. Übersetzt heißt das: Der Kunde kauft eine Erdgasturbine, die Wasserstoff kann, und entscheidet später, wie viel er davon nutzt. Für Industriebetriebe, die ihre alte Kraft-Wärme-Kopplung ersetzen müssen und nicht wissen, wann Wasserstoff bezahlbar wird, ist das ein Argument. Es ist zugleich das Eingeständnis, dass niemand weiß, wann der Wasserstoff kommt. Der Hochlauf, an dem Kawasakis Geschäft hängt, stockt in Deutschland seit Längerem spürbar.

Und was haben die neuen Kraftwerke davon?

Die Bundesnetzagentur hat Anfang November die ersten elf Zuschläge für neue Gaskraftwerke mit zusammen rund 5160 MW vergeben. Alle müssen wasserstofffähig sein und spätestens 2045 klimaneutral laufen. Was „wasserstofffähig“ im Detail heißt, legt das Gesetz nicht fest. In der Praxis bedeutet es bisher: Die Anlage wird für Erdgas gebaut, Leitungen, Ventile und Brennkammer sind so ausgelegt, dass sie später auf Wasserstoff umgerüstet werden können. Wie dieser Umbau aussieht, was er kostet und wie die Anlagen danach laufen, hat noch kein Betreiber erlebt.

An dieser Stelle wird Lingen für RWE wertvoll. Der Konzern lernt an einer 34-MW-Maschine, wie sich Starts, Lastwechsel und Dauerbetrieb mit Wasserstoff verhalten, bevor er dieselben Fragen an 800-MW-Blöcken beantworten muss. Die Erfahrungen seien „eine wichtige Grundlage für den Einsatz noch größerer Anlagen“, sagt Valerius. Die Konkurrenz, allen voran die LEAG mit ihren umgerüsteten Braunkohleblöcken, hat einen solchen Testlauf nicht. Und die Zeit drängt: Die Anlagen müssen 2031 am Netz sein, die Preise für große Gasturbinen haben sich nach Angaben von Branchenmanagern in den vergangenen Jahren verdoppelt, die Lieferzeiten liegen bei rund vier Jahren.

Ein Detail aus der Auktion spricht dabei für die Technik, die in Lingen getestet wird. Die neuen Kraftwerke sollen nur wenige hundert Stunden im Jahr laufen, in Dunkelflauten, wenn Wind und Sonne ausfallen. Für eine Anlage, die so selten läuft, wiegt ein schlechterer Wirkungsgrad weniger schwer als für ein Kraftwerk im Dauerbetrieb. Ein robuster nasser Brenner, der zuverlässig anspringt, kann dort das bessere Werkzeug sein als der sparsamere trockene.

Doch damit die neuen Kraftwerke 2045 mit Wasserstoff laufen, braucht es Leitungen, Speicher und vor allem bezahlbaren Wasserstoff in Mengen, die heute niemand produziert. Das Kernnetz soll bis 2032 stehen, die Bundesregierung versucht mit einem Zehn-Punkte-Plan, den Hochlauf zu retten. Ministerpräsident Lies sprach in Lingen vom „Mut, neue Technologien in die Praxis zu bringen“. Den Mut hat man in Lingen jetzt aufgebracht, die Turbine läuft. Die Botschafterin ist abgereist, die Gäste sind weg. Was bleibt, ist eine Maschine, die beweisen kann, dass Strom aus reinem Wasserstoff funktioniert. Ob sie in zehn Jahren Gesellschaft bekommt, hängt an Leitungen, die noch nicht liegen, und an einem Brennstoff, den es noch nicht gibt.

Quellen

• RWE Generation: Pressemitteilung „Stromerzeugung mit Wasserstoff: RWE und Kawasaki starten Testbetrieb mit 34-MW-Gasturbine in Lingen“, 6.11.2026: https://www.rwe.com/presse/rwe-generation/2026-11-06-rwe-und-kawasaki-starten-testbetrieb-mit-34-mw-gasturbine-in-lingen/
• RWE Generation: Pressemitteilung zur Projektankündigung, 9.12.2021: https://www.rwe.com/presse/rwe-generation/2021-12-09-rwe-und-kawasaki-planen-errichtung-von-wasserstofffaehigen-gasturbinen/
• RWE Generation: „GET H2 Nukleus nimmt Fahrt auf: Erster Wasserstoff aus Lingen erreicht Marl“, 4.8.2026: https://www.rwe.com/presse/rwe-generation/2026-08-04-get-h2-nukleus-nimmt-fahrt-auf/
• RWE Generation: Auftrag an Sunfire und Bilfinger für die dritte Elektrolyse-Baulinie, 11.9.2024: https://www.rwe.com/presse/rwe-generation/2024-09-11-rwe-beauftragt-sunfire-und-bilfinger-bau-der-dritten-elektrolyse-anlage-get-h2-nukleus/
• NEDO: Projektblatt „Wasserstoff-Gasturbinen-Demonstration Deutschland“ (japanisch): https://www.nedo.go.jp/content/800060290.pdf
• NEDO/Kawasaki: Vortragsunterlagen zur Projektvorstellung, Juni 2024 (japanisch): https://hydrogen2024.nedo.go.jp/wp-content/uploads/2024/06/発表No.B1-18_川崎重工業　口頭発表資料（研究開発事業用）_final-1.pdf
• NEDO: „World’s First Successful Technology Verification of 100% Hydrogen-fueled Gas Turbine Operation with Dry Low NOx Combustion Technology“, 2020: https://www.nedo.go.jp/english/news/AA5en_100427.html
• Hannover Messe: „World’s first industrial DLE hydrogen gas turbine in operation“ (Kawasaki Gas Turbine Europe, Chevron Phillips Chemical), 22.3.2024: https://www.hannovermesse.de/en/news/news-articles/world-s-first-industrial-dle-hydrogen-gas-turbine-in-operation
• Siemens Energy: Pressemitteilung zum HYFLEXPOWER-Betrieb mit 100 % Wasserstoff: https://www.siemens-energy.com/de/de/home/pressemitteilungen/hyflexpower-konsortium-betreibt-weltweit-erstmalig-erfolgreich-e.html
• CORDIS (EU-Kommission): Projektbeschreibung HYFLEXPOWER: https://www.cordis.europa.eu/project/id/884229
• ZfK: Interview mit Erik Zindel, Siemens Energy, zu wasserstofffähigen Gaskraftwerken: https://www.zfk.de/energie/gas/wasserstoff-ready-gaskraftwerk-siemens-energy-viel-bewegung
• POWER Magazine: „Siemens’ Roadmap to 100% Hydrogen Gas Turbines“ (Wasserverbrauch nasser Verbrennung): https://www.powermag.com/siemens-roadmap-to-100-hydrogen-gas-turbines/
• GE Vernova: Pressemitteilung zur Validierung des 100-%-Wasserstoff-DLN-Brenners, 15.1.2025: https://www.gevernova.com/news/taxonomy/term/9477?page=5
• Mitsubishi Power: Pressemitteilung zum 30-%-Wasserstoff-Test an der JAC-Turbine, 30.11.2023: https://power.mhi.com/news/231130.html
• Mitsubishi Power: Produktseite H-25: https://power.mhi.com/regions/amer/products/gas-turbines/h25
• Börsen-Zeitung: „Aus Siemens Energy wird Omterra“: https://www.boersen-zeitung.de/unternehmen-branchen/aus-siemens-energy-wird-omterra
• Wirtschaftswoche: „Wie die Leag mit alten Kohlekraftwerken Milliarden abstauben könnte“, Florian Güßgen, 30.10.2026 (Turbinenpreise, Laufzeiten der Kraftwerke)