Wasserstoff aus Wasserkraft: erfolgreicher Auftakt für eine der bisher größten Power-to-Gas-Anlagen in Deutschland. Darüber berichtet das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW). Die Megawattanlage ist im April 2020 seit vier Monaten in Betrieb und funktioniere zuverlässig. Auch ein daran angeschlossener Forschungselektrolyseur laufe erfolgreich. Das ZSW koordiniert das Vorhaben. Betreiber der kommerziellen Anlage ist der Energieversorger Energiedienst AG.

Die Power-to-Gas-Anlage mit einer elektrischen Anschlussleistung von einem Megawatt erzeugt erneuerbaren Wasserstoff mit dem Strom aus dem Rhein-Wasserkraftwerk in Wyhlen. Da eine Nutzung des öffentlichen Stromnetzes nicht erforderlich ist, entfallen Netzentgelte und die EEG-Umlage. Darüber hinaus lassen sich hohe Volllaststunden erreichen, weil die Wasserkraft praktisch rund um die Uhr zur Verfügung steht. Das verbessere die Wirtschaftlichkeit weiter und ermögliche schnell umfangreiche Betriebserfahrungen.

Seit Anfang Dezember 2019 laufe die Anlage regulär und habe seitdem 1.850 Betriebsstunden hinter sich. Zuvor war sie im Probebetrieb. Das vom ZSW aufgesetzte Monitoringsystem, das alle wesentlichen Komponenten und Subsysteme vermisst, funktioniere einwandfrei. Die Anlage arbeite sowohl bei Volllast als auch in verschiedenen Teillastzuständen vollautomatisch im 24-Stunden-Betrieb.

Wirkungsgrad von 66 Prozent

Mit Hilfe einer Datenfernübertragung nach Stuttgart und automatisierter Datenauswertung überwache das ZSW den Betrieb. Der Gesamtwirkungsgrad von Strom zu hochreinem, auf 300 bar komprimiertem Wasserstoff liege aktuell bei bis zu 66 Prozent bezogen auf den Brennwert des Gases. Darüber hinaus untersuchen die Forscher Alterungseffekte und leiten aus den Daten Verbesserungspotenziale ab.

Bislang habe die Anlage 62 Trailer mit brennstoffzellentauglichem Wasserstoff befüllt. Jeder dieser transportablen Behälter fasse rund 300 Kilogramm. Pro Tag könne die Anlage bis zu 500 Kilogramm Wasserstoff erzeugen. Das reiche für eine durchschnittliche Tagesfahrleistung von mehr als 1.000 Brennstoffzellen-Pkw.

Verbesserte Elektrolyse

Auch das an die kommerzielle Anlage angedockte Forschungsvorhaben verlaufe positiv. In einer Forschungsanlage erproben die Wissenschaftler im Parallelbetrieb zur kommerziellen Anlage verbesserte Elektrolyseblöcke mit maximal 300 Kilowatt Leistung. Sie sollen den Wasserstoffpreis weiter senken. Aber auch Unternehmen könnten dort Komponenten testen und optimieren.

Im vergangenen Jahr schafften das ZSW und seine Forschungspartner bereits während des Testbetriebs der Anlage einen ersten Erfolg: mit neuen Elektrodenbeschichtungen erreichten die Forscher 20 Prozent mehr Leistungsdichte verglichen mit den Elektrolyseblöcken des industriellen Anlagenteils. Das bedeutet: Für die gleiche Leistung sind weniger Rauminhalt und Material erforderlich.

Ziel: Wasserstoffpreis halbieren

Da sich die Investitionskosten auch am Bauvolumen orientieren und die Elektrolyseblöcke mit rund 40 Prozent den größten Kostenanteil bei der Umwandlung des erneuerbaren Stroms ausmachen, schlagen sich Fortschritte auf diesem Gebiet automatisch auf den Wasserstoffpreis nieder. Für Hersteller von Elektrolyseanlagen ist die Entwicklung daher ein wichtiger Faktor zur weiteren Kostensenkung. Langfristiges Ziel der ZSW-Forscher und Energiedienst-Ingenieure ist es, die heutigen Produktionskosten von strombasiertem Wasserstoff in etwa zu halbieren.

Das Land Baden-Württemberg fördert das Leuchtturmprojekt insgesamt mit 4,5 Millionen Euro. Im Jahr 2019 wurde ein darauf aufbauendes Vorhaben vom Bundeswirtschaftsministerium im Rahmen des Ideenwettbewerbs „Reallabore der Energiewende“ zu einem der Gewinner der ersten Ausschreibungsrunde gekürt. Insgesamt zwölf Partner sind bei dem Großprojekt an Bord.

14.4.2020 | Quelle: ZSW | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH