Schlüsseltechnologien für die Energiewende

Inbetriebnahme der weltweit modernsten Power-to-Gas-Anlage durch Hamburgs Umweltsenator Jens Kerstan

15.10.15 | Power-to-Gas Technik + Innovation

Hamburgs Umweltsenator Jens Kerstan hat heute die weltweit modernste und gleichzeitig kompakteste Power-to-Gas-Anlage auf dem HanseWerk-Innovationsgelände in Hamburg-Reitbrook in Betrieb genommen. Ein Konsortium bestehend aus E.ON sowie Partnern aus Industrie und Wissenschaft hat dieses Projekt gestartet, in dem aus Windstrom hergestellter Wasserstoff mit bis zu 1,5 Megawatt Leistung in das Gasnetz der Metropolregion eingespeist wird.

Ziel ist es, auf diese Weise die schwankende Einspeisung Erneuerbarer Energien abzufedern sowie weitere vielfältige Anwendungen über den Energieträger Wasserstoff zu bedienen.  Das Projekt erhält eine öffentliche Förderung im Rahmen des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI).

„Wie wird Windstrom sinnvoll gespeichert und vielfältig nutzbar? Die Power-to-Gas-Anlage, die hier in Betrieb geht, gibt auf diese Frage eine vielversprechende Antwort. Sie ist ein wichtiger Baustein für die Energiewende. Bei diesem Jahrhundertprojekt spielt Hamburg als Wirtschafts- und Innovationsstandort eine maßgebliche Rolle, diese Rolle wollen wir noch weiter ausbauen.

Welchen Weg wir bei der Energiewende schon zurückgelegt haben, zeigt eine Zahl sehr anschaulich: 2014 haben sich Erneuerbare Energien erstmals an die Spitze der Bruttostromerzeugung gesetzt und damit die Braunkohle von Platz eins verdrängt. Das ist auch ein Erfolg für den Klimaschutz“, sagte Jens Kerstan, Senator für Umwelt und Energie der Freien und Hansestadt Hamburg.
 
„Die Nutzung Erneuerbarer Energien wird immer wichtiger – und technisch ausgereifter. Ich freue mich daher sehr, dass wir mit diesem von uns geförderten Projekt einen weiteren Schritt hin zu einer klimafreundlichen Energieversorgung unternehmen“, betonte Norbert Barthle. Der Parlamentarische Staatssekretär beim Bundesminister für Verkehr und digitale Infrastruktur unterstrich, dass die Umwandlung von Strom in Wasserstoff und die anschließende Speicherung im Erdgasnetz eine Schlüsseltechnologie für den vielfältigen Einsatz alternativer Energien darstelle.

„Hamburg ist das wichtigste Energiedrehkreuz im Norden. Mit der innovativen Power-to-Gas-Anlage wird dieses Drehkreuz deutlich gestärkt: Denn ab heute kann hier von Strom auf Gas umgestiegen werden. Da bereits jetzt rund 7.000 Megawatt Leistung aus Erneuerbaren Energien nördlich der Elbe ins Stromnetz drücken, sind innovative Energielösungen dringend notwendig, um die daraus resultierenden Engpässe im Stromnetz sowie die schwankende Einspeisung besser in den Griff zu bekommen.

Mit der Power-to-Gas-Anlage ist dies möglich – Überschuss-Energie steigt vom Stromnetz um ins Gasnetz“, sagt Matthias Boxberger, Vorstandsvorsitzender HanseWerk AG, dessen Unternehmen in Schleswig-Holstein rund 33.000 Anlagen zur Erzeugung von Strom aus Erneuerbaren Energien an sein Stromnetz angeschlossen hat.

Die verwendete PEM-Elektrolyse (PEM: Protonen-Austausch-Membran), deren Entwicklung rund zwei Jahre gedauert hat, ermöglicht ein effizienteres Verfahren als bisher und trägt dazu bei, die Power-to-Gas-Technologie technisch und wirtschaftlich weiter zu optimieren. Mit einer Größe von ca. 55 x 70 x 90 cm handelt es sich um die weltweit kompakteste Einheit in der 1,5 Megawatt-Leistungsklasse. Dabei müssen weder Abstriche bei Effizienz noch Dynamik gemacht werden. Die hohe Dynamik des Systems ist ideal für das Zusammenspiel mit Wind und Sonnenenergie.

„Das verbesserte Verfahren der PEM-Elektrolyse wird sowohl die technischen als auch die wirtschaftlichen Bedingungen für die Umsetzung des Power-to-Gas‐Konzeptes optimieren und leistungsfähige Perspektiven für das Geschäftsmodell als kosteneffizientes und umweltfreundliches Verfahren zur Speicherung Erneuerbarer Energie eröffnen. Die Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff für Industrie, Mobilität sowie Strom- und Wärmemarkt ermöglicht die CO2-neutrale Energienutzung auch außerhalb des Stromsektors“, so Peter Klingenberger, Sprecher der Geschäftsführung der E.ON Gas Storage.

Die gesamte Technik passt in einen 2,50 Meter hohen 40-Fuß-Container. Der PEM-Elektrolyse-Stack ist ein Prototyp und wurde eigens für das Hamburger „WindGas“-Projekt entwickelt. Im Vergleich zur alkalischen Elektrolyse verspricht die PEM-Elektrolyse bei kompakterer Bauweise einen dynamischeren Betrieb sowie geringere Energieverluste.

Nach dem Anschluss des Stacks an das Strom-, Gas- und Wassernetz und eichrechtlicher Abnahme der Wasserstoff-Einspeiseanlage durch unabhängige Sachverständige kann der Regelbetrieb beginnen. Die Projektpartner E.ON Gas Storage GmbH, HanseWerk AG, Hydrogenics GmbH, SolviCore GmbH, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme werden die PEM-Elektrolyse im Praxistest erproben.

Die gesamte Investitionssumme für dieses Projekt beträgt 13,5 Millionen Euro, wovon das NIP, das über die Nationale Organisation Wasserstoff und Brennstoffzelle (NOW) in Berlin koordiniert wird, 48 Prozent bereitstellt.

Im brandenburgischen Falkenhagen betreibt E.ON seit 2013 eine 2 Megawatt Alkali-Elektrolyse, die die gesamte Prozesskette – von der Aufnahme des Windstroms über die Umwandlung von Strom zu „WindGas“ bis hin zur Einspeisung in das regionale Ferngasnetz – demonstriert. In Hamburg-Reitbrook liegt der Fokus des Projektes nicht auf der Machbarkeit der Prozesskette, sondern auf dem Einsatz der neuen Elektrolyse-Technologie sowie dem Aufzeigen weiterer Nutzungspfade für grünen Strom.

Power-to-Gas umschreibt ein Verfahren zur Umwandlung von Strom aus Erneuerbaren Energien in Wasserstoff. Diese Technologie hilft einerseits, die Erzeugung von Strom aus Erneuerbaren Energien dem Verbrauch anzupassen und andererseits, die Vor-Ort-Verwertung zu erhöhen, wodurch die Stromnetze entlastet werden. Gleichzeitig kann die Power-to-Gas-Technologie dazu beitragen, die bei der Energiegewinnung durch Windkraft oder Sonne auftretenden Schwankungen bei der Stromerzeugung auszugleichen.

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Thema: Gasnetze, erneuerbare Energien

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