Emissionsfreie Wasserstoffherstellung rückt dank neuer Pilotanlage in Dänemark näher

Vor dem Hintergrund verstärkter Anstrengungen zur Senkung der CO2-Emissionen hat sich Elektrizität aus erneuerbaren Energien als wichtige Energiequelle hervorgetan. Wasserstoff gilt weithin als vielseitiger, sauberer und sicherer Energieträger mit erheblichem Potenzial im Hinblick auf die Förderung des Energiewandels.

Produziert wird er aus Windenergie durch die sogenannte Elektrolyse (d. h. die Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff) – eine bekannte Technologie. Eine wettbewerbsfähige und nachhaltige Produktion großer Wasserstoffmengen hat sich mit diesem Verfahren jedoch bisher als schwierig herausgestellt. Das EU-finanzierte Projekt HyBalance setzt zur Lösung dieses Problems nun in größerem Maßstab an: angestrebt ist die Produktion von Wasserstoff aus Windturbinen über eine Power-to-Hydrogen-Anlage. Dadurch soll es möglich werden, kostengünstige Elektrizität zu speichern, die dann für den Lastausgleich sowie zur Wasserstoffversorgung für industrielle Abnehmer bereitgestellt werden kann. Zudem wäre damit auch die Versorgung des Verkehrssektors mit Wasserstoff möglich.

Vor Kurzem wurde die Pilotanlage für HyBalance vom projektkoordinierenden Unternehmen Air Liquide eingeweiht. In einer Pressemitteilung heißt es, der Elektrolyseur ermögliche „mit einer Kapazität von 1,2 MW eine tägliche Produktionsmenge von rund 500 kg Wasserstoff, ohne dass CO2 freigesetzt wird“. Das entspricht dem Energiebedarf von 1 000 Fahrzeugen und ermöglicht die Versorgung für wasserstoffbetriebene Busse und Gabelstapler, so eine Präsentation auf der Projektwebsite. Neben industriellen Abnehmern versorgt der erzeugte Wasserstoff auch ein Netz von fünf in Dänemark errichteten und betriebenen Wasserstofftankstellen.

Lastausgleich und Stabilität

Die Stabilität eines Stromnetzes hängt entscheidend vom Lastausgleich ab. Da bei Solar- und Windenergiequellen das Problem der Unregelmäßigkeit besteht, kann es zeitweise zu einer Über- bzw. Unterversorgung im Verteilungsnetz kommen. Bei einer Stromüberversorgung sind durch die auftretende Überspannung und Frequenz Elektronikschäden möglich, wenn kein Lastausgleich erfolgt. Dank Elektrolyseuren können Versorgungsunternehmen Energie speichern, die sonst bei einer länger andauernden Überversorgung verloren ginge. Bei Nachfragespitzen lassen sich aus dem gespeicherten Wasserstoff ausreichende Strommengen erzeugen.

„Die Windkraft ist grundsätzlich Schwankungen unterworfen, die angemessene Flexibilitätsoptionen erforderlich machen, um das Gleichgewicht im Stromnetz zu gewährleisten. Die dynamische Wasserelektrolyse kann diesem Flexibilitätsbedarf gerecht werden, da die Elektrizität genau dann nutzbar ist, wenn die Preise gerade niedrig sind oder wenn ein Ausgleich und eine Umwandlung in Wasserstoff erforderlich sind“, heißt es in der Projektbroschüre. Um den grünen Wandel wie beabsichtigt voranzutreiben, wird HyBalance „Geschäftsmodelle entwickeln, anhand derer sich ermitteln lässt, wann eine Umwandlung von Windenergie in Wasserstoff rentabel ist“, führt die Präsentation weiter aus.

Das Projekt werde die PEM-Elektrolyse (PEM: englische Abkürzung für Protonenaustauschmembran) nutzen, eine Technologie, die sich durch besonders hohe Effizienz (d. h. mehr produzierter Wasserstoff pro kWh Strom) und Flexibilität auszeichne. Die Projektpartner hoffen, dass diese Technologie für industrielle Anwendungen zum Projektabschluss vollständig validiert sein wird.

Das laufende Projekt HyBalance startete mit dem Vorhaben, den Zusammenhang zwischen der Energiespeicherung in Form von Wasserstoff einerseits und der Bereitstellung von Wasserstoffmobilitätslösungen aufzuzeigen. „Anhand der Anlage zur Hochdruckerzeugung und Bereitstellung von Wasserstoff wird das Projekt nicht nur hochdynamische PEM-Elektrolyseprozesse und innovative Verfahren zur Bereitstellung von Wasserstoff weiter erproben, sondern diese Technologien auch in der industriellen Praxis anhand einer Anlage zur Hochdruckerzeugung und Bereitstellung von Wasserstoff demonstrieren“, heißt es auf CORDIS.

Weitere Informationen:
HyBalance-Projektwebsite