Je nach Wasserstoffanteil im verwendeten Gas sind verschiedene technische Modifikationen der herkömmlichen Gasmotoren erforderlich, um sie mit Wasserstoff betreiben zu können. (Quelle: Innio Jenbacher)
Deutschland und Europa haben sich das ehrgeizige Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2050 klimaneutral zu sein. Österreich möchte das sogar schon bis 2040 erreichen, und China will im Jahr 2060 folgen. Kern dieser Strategie ist die Ablösung des bisherigen, weitgehend auf fossilen Brennstoffen beruhenden Energiesystems durch die breite Nutzung erneuerbarer Energien wie Wind- und Sonnenenergie. Dies bedeutet früher oder später auch das Ende der Energieerzeugung auf Basis von Erdgas. Deshalb arbeitet Innio Jenbacher seit Jahren intensiv an der Entwicklung von Alternativen.
Erneuerbare Energien sind volatil
Für das Energiesystem der Zukunft werden verschiedenartige flexible Lösungen benötigt, denn erneuerbare Energien stehen zwar nahezu unlimitiert zur Verfügung, sind aber naturgegeben volatil. Deshalb braucht es flexible und sich ergänzende Lösungen, mit denen die Netzstabilität gesichert und ausreichend Reservekapazität bereitgestellt werden kann, wenn gerade kein Strom aus Wind- und Sonnenenergie zur Verfügung steht. Ein weiterer Schlüsselfaktor auf dem Weg zu einem klimaneutralen Energiesystem sind neue Speichermöglichkeiten für Strom, um die schwankende Erzeugung aus Wind- und Sonnenenergie mit dem tatsächlichen Bedarf abgleichen zu können.
Ein aktuelles Thema ist in diesem Zusammenhang grüner Wasserstoff. Er wird mit Ökostrom durch Elektrolyse aus Wasser erzeugt und kann auch über längere Zeiträume und in großen Mengen gespeichert werden – was mit Strom selbst nur sehr eingeschränkt möglich ist. Bei Bedarf lässt sich der Wasserstoff dann in Gasmotoren wieder in Strom rückverwandeln.
Grüner Wasserstoff als Schlüssel zur Energiewende
Perfekt für diese Rückverstromung geeignet sind Gasmotoren von Innio. Bereits seit vielen Jahren laufen sie in der Praxis erfolgreich mit Erdgas-Wasserstoff-Gemischen mit bis zu 60 % Wasserstoffanteil. Kürzlich haben Testläufe an dem unternehmenseigenen Prüfstand den Beweis erbracht, dass sich Gasmotoren von Innio sogar mit 100 % Wasserstoff betreiben lassen.
Mehrere Pilotanlagen in Betrieb oder Vorbereitung
In Hamburg ist gerade der erste Jenbacher-Gasmotor der 1-MW-Klasse auf Wasserstoff umgerüstet worden. Die Demonstrationsanlage kann mit Erdgas, aber auch mit Wasserstoff oder Mischgas im Bereich zwischen 0 und 100 % betrieben werden. Dieses Leuchtturmprojekt wurde gemeinsam mit der Hansewerk Natur GmbH entwickelt. Ein weiterer Testmotor läuft seit Oktober 2020 am Large Engines Competence Center (LEC) in Graz. Hier handelt es sich um den ersten Jenbacher-Gasmotor der 2-MW-Klasse, der vom reinen Erdgasbetrieb auf den Betrieb mit Wasserstoff und Methanol umgerüstet wird.
Auch für ein weiteres Innovationsvorhaben ist der Startschuss bereits gefallen: Im Rahmen des Projekts »Hy2Power – nachhaltige Energiespeicherung und -umwandlung« unterstützt Innio gemeinsam mit mehreren Forschungseinrichtungen eines der größten Energieunternehmen Österreichs, den Verbund, bei der Dekarbonisierung der Energieerzeugung. Dafür soll ein Wasserstoffkraftwerk mit einer Leistung zwischen 1 und 5 MW an einem bestehenden Kraftwerksstandort in Mellach/Werndorf konzipiert und bis Sommer 2023 realisiert werden.
Technische Anpassungen
In jahrelanger Forschungs- und Entwicklungsarbeit hat Innio innovative Konzepte für die energetische Nutzung von Wasserstoff entwickelt und damit wichtige Impulse für die Energieversorgung von morgen gesetzt. Je nach Wasserstoffanteil im verwendeten Gas sind dabei verschiedene technische Modifikationen der herkömmlichen Gasmotoren erforderlich. Sie reichen unter anderem von speziellen Wasserstoff-Einspritzventilen über spezielle Sensorik zur Optimierung der Motorsteuerung für die Verbrennung von Wasserstoffgemischen bis hin zur Anpassung der Kolben und der Aufladung (Turbolader).
Neuanlage oder Umrüstung
Besonders attraktiv an der neuen Technologie ist, dass auch bestehende Erdgasmotoren auf Wasserstoffbetrieb umgerüstet werden können. Dies garantiert den Betreibern Investitionssicherheit und bietet zudem den Vorteil, dass vorhandene Infrastruktur langfristig genutzt werden kann. Diese Umrüstung wird vielleicht früher Realität werden, als manche annehmen – und wir sind gut darauf vorbereitet. Zusätzlich arbeiten wir laufend daran, unser wasserstofffähiges Produktportfolio zu erweitern. Damit werden die innovativen Gasmotoren den Weg in eine CO2-freie Energiezukunft wesentlich mitgestalten.
Carlos Lange, Präsident und Chief Executive Officer, Innio Jenbacher GmbH & Co OG, Jenbach/Österreich, www.innio.com