Weltweit erster Großmotor mit 100 % Wasserstoff erfolgreich am spanischen Stromnetz getestet

So funktioniert der Wärtsilä 31H2

Beim 31H2 handelt es sich nicht um einen kleinen Prototyp, sondern um einen mittelschnell laufenden Viertakt-Großkolbenmotor, der auf der bewährten Wärtsilä-31-Plattform basiert – jener Architektur, deren Dieselvariante einst einen Guinness-Weltrekord für Effizienz hielt .

Nach PKW-Maßstäben ist das Aggregat ein Gigant: Es ist rund 4,5 Meter hoch und fast 9 Meter lang. In der konventionellen Ausführung bringt es es rund 13.000 PS (rund 9,8 MW); die genaue Leistung variiert jedoch je nach Brennstoff .

Die eigentliche Herausforderung, einen Kolbenmotor mit reinem Wasserstoff zu betreiben, besteht in der Beherrschung der Verbrennung. Wasserstoff hat eine sehr hohe Flammgeschwindigkeit und eine extrem niedrige Zündenergie, was das Risiko von Frühzündungen („Klopfen“) und Rückzündungen birgt. Der 31H2 begegnet diesen Risiken mit einem speziellen Motorsteuergerät, das die Parameter in Echtzeit anpasst, um die Verbrennung über den gesamten Brennstoff-Mischbereich hinweg stabil zu halten .

Motordaten und die Zwei-Varianten-Strategie

Wärtsilä verfolgt für die Wasserstoff-Transformation eine zweigleisige Strategie. Beide Motoren basieren auf derselben V31-Plattform, bedienen aber unterschiedliche Anforderungen:

• Wärtsilä 31SG-H2 (Wasserstofftauglich): Dieses Modell ist eine direkte Weiterentwicklung der bewährten Erdgasmotoren. Es läuft mit Erdgas oder einer Beimischung von bis zu 25 Volumenprozent Wasserstoff ganz ohne Hardware-Änderungen – lediglich Anpassungen am Steuergerät sind nötig. Es kann im Feld auf 100 % Wasserstoff umgerüstet werden, sobald ein Kunde eine verlässliche Wasserstoffversorgung gesichert hat .
• Wärtsilä 31H2 (Reiner Wasserstoffmotor): Ein von Grund auf für volle Brennstoffflexibilität konzipierter Motor – von 0 % bis 100 % Wasserstoff, mit der Option, jederzeit Erdgas beizumischen. Der Test in Bermeo hat dieses Aggregat ausschließlich mit reinem Wasserstoff betrieben .

Die wichtigsten Leistungsdaten, basierend auf Wärtsiläs Dokumentationen und öffentlichen Aussagen:

• Leistung mit Erdgas: rund 12 MW. Ein Unternehmenssprecher bestätigte, dass der mittelgroße V31-Motor mit Gas 12 MW leistet .
• Leistung mit 100 % Wasserstoff: Geringer als mit Gas. Wärtsilä hatte zuvor bereits einen Dauerbetrieb mit reinem Wasserstoff bei etwa 70 % der typischen Schiffsantriebslast erreicht. Der Unternehmenssprecher merkte an, dass die Leistung bei Wasserstoffbetrieb gegenüber Erdgas reduziert ist; zur genauen Leistungsabsenkung beim netzgekoppelten Test wurden keine Angaben gemacht .
• Leistung bei Wasserstoff-Beimischung: Mit einem 25%igen Wasserstoffgemisch erreichte der Motor in früheren kommerziellen Tests 95 % Last. Mit einem 17%igen Gemisch konnte die volle Nennlast von 100 % erreicht werden .
• Regelgeschwindigkeit: Der Motor kann innerhalb von zwei Minuten von null auf Volllast hochfahren. Dieser entscheidende Vorteil gegenüber traditionellen thermischen Kraftwerken macht das Aggregat wertvoll, um schwankende Einspeisungen aus Erneuerbaren Energien wie Sonne und Wind auszugleichen .
• Netzsynchronisation: Vom Startbefehl bis zur Netzsynchronisation vergehen nur 30 Sekunden .

Die Rolle der Elektrolyseure von Air Liquide

Der für den Test genutzte Wasserstoff war kein konventionell aus Erdgas hergestellter „grauer“ Wasserstoff, sondern zertifiziert grüner Wasserstoff, den Air Liquide mittels Wasserelektrolyse erzeugt hatte – ein Prozess, der bei Nutzung erneuerbaren Stroms kein CO2 emittiert. Air Liquide verfügt über langjährige Expertise: Die HyBalance-Anlage des Unternehmens in Europa ist eine der ersten industriellen PEM-Elektrolyseanlagen .

Der für die Demonstration in Bermeo eingesetzte Wasserstoff erfüllte die Nachhaltigkeitskriterien der EU-Richtlinie für Erneuerbare Energien (RED). Air Liquide treibt den Hochlauf massiv voran: Das Unternehmen baut im niederländischen Rotterdam den 200-MW-Elektrolyseur ELYgator, der jährlich bis zu 23.000 Tonnen erneuerbaren und kohlenstoffarmen Wasserstoff produzieren soll .

Kommerzielle Validierung: Was der Test in Bermeo tatsächlich beweist

Der Test, der im Juni 2026 vor den Augen von Kunden stattfand, ist kein isoliertes Laborexperiment. Wärtsiläs offizielle Pressemitteilung bezeichnet ihn als Start der „Validierungsphase“ des Motors. Das Unternehmen betreibt das Aggregat unter realen Bedingungen am spanischen Netz, um Energieversorgern und Industriekunden zu demonstrieren, dass die Technologie gesicherte, flexible und CO2-freie Energie liefern kann .

Diese Validierung ist die letzte Hürde vor den ersten kommerziellen Bestellungen. Wärtsilä rechnet mit einem Markthochlauf ab 2027 . Der Konzern zielt auf Kraftwerkslösungen für Energieversorger im Bereich von mehreren hundert Megawatt, realisiert aus einer Vielzahl von Motormodulen – ähnlich dem Baukastenprinzip, mit dem heute schon Rechenzentren und abgelegene Industriestandorte ihre Stromversorgung aufbauen .

Sechs Jahre Entwicklung: Von 2020 bis zur Weltpremiere

Wärtsilä ist nicht über Nacht vom Erdgas auf reinen Wasserstoff umgestiegen. Hinter der Weltpremiere steht ein systematisches, mehrjähriges Testprogramm:

• 2020: Wärtsilä und WEC Energy Group absolvierten den weltweit ersten Test mit einem 25-Vol%-Wasserstoffgemisch an einem unveränderten 50SG-Motor. Das Aggregat lief drei Tage lang am Netz im US-Bundesstaat Michigan und erreichte mit der Beimischung 95 % Last .
• 2022: Ausgeweitete Mischbetriebstests in den Wärtsilä-Laboren im finnischen Vaasa und im spanischen Bermeo. Zudem eine kommerzielle Demonstration im Kraftwerk des Kunden WEC Energy Group .
• 2023: Ein gemeinsamer Test von EPRI und WEC Energy Group an einem 20-MW-Motor zeigte, dass die 25%ige Wasserstoffbeimischung eine bessere als die erwartete Effizienz und geringere Stickoxidemissionen (NOx) als angenommen produzierte – und das ganz ohne Hardware-Eingriffe am Motor .
• 2024: Wärtsilä präsentiert das weltweit erste Konzept für ein großtechnisches, 100 % wasserstofftaugliches Motorenkraftwerk. Das Konzept erhielt die H2-Readiness-Zertifizierung Phase 1 vom TÜV SÜD .
• 2025: Der Konzern stellt die Motorenvarianten 31SG-H2 und 31H2 offiziell vor. Zudem wird der Dauerbetrieb mit reinem Wasserstoff bei rund 70 % einer typischen Schiffslast erreicht .
• Juni 2026: Der Test in Bermeo – das erste Mal, dass ein Großmotor mit 100 % Wasserstoff ein nationales Stromnetz speist .

Das Kostenproblem: Warum 6,29 € pro Kilogramm entscheidend sind

In der Berichterstattung zum Bermeo-Test fällt ein Preis von 6,29 € pro Kilogramm für grünen Wasserstoff in Spanien. Dieser Wert liegt im Korridor der typischen europäischen Gestehungskosten für grünen Wasserstoff, die je nach Strompreis und Auslastung des Elektrolyseurs meist zwischen 5 und 8 €/kg rangieren .

Bei diesem Preis sind die reinen Brennstoffkosten zur Stromerzeugung aus Wasserstoff signifikant höher als bei Erdgas. Das Wertversprechen des Motors liegt daher nicht in billiger Energie – es liegt in einer gesicherten, CO2-freien und extrem schnell regelbaren Leistung, die eine Gasturbine oder ein Batteriespeicher allein nicht bieten kann. Für Branchen mit strengen Dekarbonisierungsvorgaben oder mit unzuverlässiger Netzanbindung verändert dies die Wirtschaftlichkeitsrechnung grundlegend.

Einsatzgebiete: Wer den Motor braucht

Wärtsilä positioniert die 31H2-Plattform gezielt für Sektoren, die genau diese Kombination aus Klimaneutralität und absoluter Zuverlässigkeit benötigen:

• Rechenzentren: Serverfarmen benötigen gesicherte, disponierbare Ersatz- und Spitzenstromversorgung. Ein Wasserstoffmotor, der in zwei Minuten auf Volllast geht, kann auf Netzschwankungen sofort reagieren und gleichzeitig die unternehmenseigenen CO2-Neutralitätsziele erfüllen .
• Bergbau: Abgelegene Minen werden oft mit Dieselgeneratoren betrieben. Ein 100-%-Wasserstoffmotor, gespeist aus vor Ort per Erneuerbaren erzeugtem grünem Wasserstoff, eröffnet den Weg zu einer CO2-freien Grundlast ohne kilometerlange Stromtrasse.
• Zement und Schwerindustrie: Diese Branchen haben notorisch schwer vermeidbare Prozessemissionen. Ein flexibler Wasserstoffmotor kann sowohl den benötigten Strom als auch hochtemperierte Prozesswärme liefern.
• Textilproduktion: In Regionen, die Wasserstoffinfrastruktur aufbauen, bietet der Motor einen Dekarbonisierungspfad für den erheblichen Strom- und Wärmebedarf von Textilfabriken.

Der Wärtsilä 31H2 ist Teil einer größeren Wette darauf, dass grüner Wasserstoff das fehlende Bindeglied zwischen fluktuierenden Erneuerbaren und solchen Industrien werden kann, die rund um die Uhr Energie brauchen – unabhängig vom Wetter.