Praxisbeispiel: Nachhaltiges Wirtschaften Wasserstoff aus erneuerbaren Energien für Mobilität nutzen
H-TEC SYSTEMS GmbH
Wasserstoffspeichertechnologien aus der Region A³ von H-TEC SYSTEMS: Mit Elektrolyse kann Energie aus regenerativen Verfahren gespeichert werden. Das Unternehmen produziert am Standort Augsburg PEM- Elektrolyseanlagen zur Herstellung von Wasserstoff aus elektrischer Energie und Wasser. Zuletzt wurden fünf PEM-Elektrolyseure des Typs ME 100/350 an das größte Wasserstoff-Mobilitätsprojekt Deutschlands „eFarm“ geliefert. H-TEC SYSTEMS ist ein international tätiges Unternehmen im Bereich der erneuerbaren Energien. Seit der Gründung 1997 arbeiten sie an den Standorten Braak und Augsburg an Produkten zur Produktion und Bereitstellung von grünem Wasserstoff und treiben so die Energiewende voran.
eFarm: Verbund für Infrastruktur wird gefördert
Die eFarming GmbH & Co. KG baut in Nordfriesland eine modular erweiterbare Wasserstoff-Infrastruktur aus Windstrom von der Erzeugung über die Verarbeitung bis zur Nutzung im öffentlichen Personennah- und Individualverkehr auf. Rund um das bisher als „Wasserstoff-Mobilitätsprojekt“ bekannte Verbundvorhaben wird die von GP JOULE initiierte eFarming GmbH & Co. KG gemeinsam mit Bürgerwind- und Solarparks sowie Stadtwerken ein modular erweiterbares Wasserstofferzeugungs- und Vertriebsnetz in Nordfriesland aufbauen und betreiben. Das laufende Projekt eFarm wird im Rahmen der Förderrichtlinie Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie mit insgesamt 8 Mio. Euro durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur gefördert. Die Umsetzung der Förderrichtlinie wird von der NOW GmbH koordiniert.
Die Produktion des Wasserstoffs wird an fünf existierenden Windenergie-Standorten erfolgen, der Wasserstoff wird also Treibstoff an zwei neu errichtete, selbst von eFarming betriebene öffentliche Wasserstofftankstellen in Niebüll und Husum mittels eigener Logistik geliefert. Zum ersten Mal wird so die gesamte regional Wertschöpfungskette in einer Hand betrieben.
Besonderes die Nutzung der Prozesswärme der Elektrolyse in lokalen Wärmenetzen ist bislang so noch nicht umgesetzt. Durch die marktreife Elektrolysetechnologie können lokal und auch volkswirtschaftlich ungenutzte Potentiale gehoben werden.
Schlüsseltechnologie für Sektorenkopplung
Wasserstoff auf der Basis von nachhaltigem Strom ist der emissionsfreie Zukunfts-Treibstoff für jegliche Mobilität, speziell für den öffentlichen Personennahverkehr und Schwerlastverkehr wie Busse, LKW, Züge und Schiffe.
„Wasserstoff ist der emissionsfreie Zukunfts-Treibstoff für jegliche Mobilität, speziell für den öffentlichen Personennahverkehr und Schwerlastverkehr wie Busse, LKW, Züge und Schiffe.“ – H-TEC SYSTEMS-Geschäftsführer Frank Zimmermann
Der zum Einsatz kommende ME 100/350 kann pro Tag bis zu 5,4 MWh Energie in 4 MWh Wasserstoff und 1 MWh Wärme umwandeln. So ergibt sich ein Wirkungsgrad von bis zu 95 Prozent. Bei einer elektrischen Last von je 225 Kilowatt werden die im Projekt eFarm zur Installation vorgesehenen 5 PEM-Elektrolyseure in Summe bis zu 500 Kilogramm grünen Wasserstoff pro Tag produzieren. Dies lässt eine Betankung von bis zu 17 Wasserstoff-Bussen täglich zu. Dafür produzieren die eigenen PEM-Elektrolyse-Stacks von H-TEC SYSTEMS den Wasserstoff nicht nur mit bis zu 30 bar Druck, sondern mit einem sehr hohen Reinheitsgrad von bis zu 99,999% mit nachgeschalteter Trocknung.
„Das Produkt erfüllt die Norm für die Nutzung in Brennstoffzellenfahrzeugen und stellt den Wasserstoff mit 30 bar Druck bereit. Dadurch wird die projektseitige Weiterverarbeitung mittels Speicherung, Abfüllung, Transport und Vertankung ermöglicht“, – H-TEC SYSTEMS-Geschäftsführer Frank Zimmermann
Die Möglichkeit der Auskopplung von grüner Prozesswärme und die kompakte Bauweise in einem 20-Fuß- Container inklusive aller Nebenaggregate machen den ME 100/350 sehr flexible in puncto Standort: Im wasserstoff-Mobilitätsprojekt eFarm wird er sowohl nah an Windkraftanlagen als auch nah an Wärmesenken installiert um die bei der Produktion anfallende Abwärme zur lokalen nachhaltigen Wärmeversorgung mit zu nutzen.
Neue Business Model für Windpark-Betreiber
Die Elektrolyseure von H-TEC SYSTEMS sind der technologische Schlüsselbaustein, um Strom aus erneuerbaren Energien zu veredeln und insbesondere Windanlagenbetreibern außerhalb des EEG neue attraktive Märkte zu eröffnen. Für die direkte Nutzung der fluktuierenden Wind Energie ist eine hoch flexible Anlagenfahrweise nötig, die in den Produkten von H-TEC SYSTEMS von Anfang an im Lastenheft stand.
Nach dem Auslaufen der EEG Vergütung für einen Standort ist die reine Stromproduktion nur sehr schwer wirtschaftlich darstellbar, oft droht der Rückbau, hier eröffnet die Integration der Elektrolyse neue Optionen für den Weiterbetrieb bestehender Windenergieanlagen.
Bislang wurde die Windenergie nur als Stromerzeugung angesehen, die Nutzung des Stroms war für die Betreiber irrelevant aufgrund von Förderrichtlinien. Jetzt ist die bedarfsgerechte Produktion von Wasserstoff im Fokus des Anlagenbetriebs. Besonders die Sektorenkopplung steht bei diesem Projekt im Vordergrund. Denn mit der kostengünstigen Umwandlung von sauberem Wind- und Sonnenstrom in speicherbaren Wasserstoff wird die Grundlage für einen schnellen Marktzugang der erneuerbaren Energien in die vielfältigen Anwendungsbereiche des Energieträgers Wasserstoff geschaffen. Zusammen mit den Investoren GP JOULE und MAN Energy Solutions bieten und entwickeln sie weitere Power-to-Gas Lösungen.
Nicht zuletzt können durch den Einsatz der Elektrolyseure Erneuerbare Energie Anlagen auch in Zeiten weiterbetrieben werden, wenn die Übertragungsnetze keine weitere Erzeugungsleistung aufnehmen können. Damit wird die Produktivität bestehender EEG Anlagen erhöht.