Energieträger : Emissionsfreie Mobilität mit erneuerbarem Wasserstoff

Auf Wasserstoff aus Ökostromquellen zurückzugreifen, könnte eine Chance für die Energiewende im Verkehr sein. Das möchte nun auch ein Leuchtturmprojekt am Hochrhein verdeutlichen: Im südbadischen Grenzach-Wyhlen entsteht derzeit eine Power-to-Gas-Anlage, die den Energieträger Wasserstoff mithilfe von Elektrolyse in großen Mengen produzieren soll.

Den Ökostrom für die Herstellung des Wasserstoffs liefert ein benachbartes Wasserkraftwerk. Bereits Ende dieses Jahres soll der erste Wasserstoff produziert werden. Die Koordination des Vorhabens übernimmt das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW).

Wird Wasserstoff in großem Maßstab erneuerbar erzeugt, hat er das Potenzial, die Mobilität klimafreundlicher zu machen. Denn Wasserstoff ist der einzige Kraftstoff, bei dem jeglicher CO2-Ausstoß vermieden wird, wenn dessen Gewinnung nicht durch Einsatz fossiler Primärenergieträger erfolgt. Fahrzeuge mit Brennstoffzellen können mit dem Gas kohlendioxidfrei unterwegs sein.

Derzeit ist die Ausgangssituation jedoch bescheiden: Kommerziell betrieben werden bislang nur wenige Power-to-Gas-Anlagen zur Erzeugung des chemischen Energieträgers. Ziel des Leuchtturmprojekts am Hochrhein ist es nun die Technologie fit für den Mobiliätsmarkt zu machen.

Die geplante Power-to-Gas-Anlage der Energiedienst Holding hat eine elektrische Anschlussleistung von einem Megawatt und kann täglich rund 500 Kilogramm Wasserstoff erzeugen. Damit können mehr als 1.000 Brennstoffzellen-Pkw klimaneutral mobil gemacht werden. Neben der 1-Megawatt-Anlage wird auch eine weiterentwickelte Elektrolyse-Forschungsanlage des ZSW betrieben.

In der kleineren Forschungsanlage kommen Elektrolyseblöcke bis zu 300 Kilowatt Leistung unter realen Bedingungen zum Einsatz. Die aus dem Betrieb der Megawatt-Anlage gewonnenen Daten sowie eine detaillierte Analyse aller wesentlichen Bauteile wie Elektrolyseblock, Verdichter und Gleichrichter sollen die Komponenten künftig weiter optimieren.

Zu den Aktivitäten gehört auch die Erstellung eines Technologieleitfadens für Power-to-Gas-Anlagen. Der Leitfaden soll Verbesserungspotenziale aufzeigen, um Wasserstoff noch effizienter und wirtschaftlicher produzieren zu können. Derzeit sind die Vorbereitungen an der Forschungsanlage des ZSW in vollem Gange. Die Anlage wird bis zu ihrer Überführung an den Hochrhein im Sommer 2018 am Stuttgarter ZSW-Standort intensiv getestet und für den Betrieb in industrieller Einsatzumgebung vorbereitet.

Ein großer Vorteil der geplanten Anlage ist, dass im Falle einer negativen Sekundärregelleistung kein Strom verloren geht, da das naheliegende Wasserkraftwerk nicht extra gedrosselt werden muss; der Betreiber lässt die Turbinen laufen und wandelt den erzeugten Strom durch die Power-to-Gas Anlage einfach in Wasserstoff um, der später für den Antrieb von Fahrzeugen genutzt werden kann.

Zudem ist die Abwärme nutzbar, denn die bei der Erzeugung des Wasserstoffs anfallende Wärme könnte zukünftig in ein Wärmenetz eingespeist werden und Wohngebiete in der Nähe versorgen.

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