Power-to-Gas Mehr grüner Wasserstoff aus Süddeutschland

Die größte Power-to-Gas-Anlage in Süddeutschland erzeugt seit rund einem Jahr erfolgreich grünen Wasserstoff. Nun wird die Elektrolyseanlage deutlich erweitert.

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Sechs Megawatt statt einem; in fünf Jahren soll sich die Anlage wirtschaftlich selbst tragen: Die größte Power-to-Gas-Anlage im baden-württembergischen Grenzach-Wyhlen wird zu einem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten „Reallabor der Energiewende“ ausgebaut. Am 1. Januar 2021 soll das Projekt „H₂-Wyhlen“ den Betrieb aufnehmen, die erste Anlage befindet sich seit 2019 in Betrieb.

Die bestehende Power-to-Gas-Anlage erzeugt mit der Energie aus dem Rhein-Wasserkraftwerk in Wyhlen erneuerbaren Wasserstoff. An diese kommerzielle Anlage angebunden ist ein Forschungselektrolyseur des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW), mit dem die Forscher neue Elektrolysetechnik praktisch erproben. Der ab 2021 erzeugte Wasserstoff soll sektorenübergreifend in der Energieinfrastruktur vor Ort genutzt werden: zum Beispiel für Unternehmen im nahegelegenen Industrieareal, für Busse und Bahnen des öffentlichen Nahverkehrs oder für den Schwerlastverkehr.

Serientaugliche Elektrolysetechnologien entwickeln

Das ZSW will in dem Projekt vor allem serientaugliche, in große Leistungsklassen skalierbare Elektrolyse-Technik entwickeln; und ein Konzept für eine großskalige Fertigungsstraße für Elektrolyseblöcke. Dazu zählen Materialien und Fertigungsmethoden, zum Beispiel fortschrittlich galvanisch beschichtete Elektroden, in Spritzgussverfahren hergestellte Kunststoffzellrahmen oder in den Herstellungsprozess integrierte 3-D-Druckverfahren. Die Ergebnisse fließen ein in fertigungsoptimierte Elektrolyseblock-Prototypen in der elektrischen Leistungsklasse bis 500 Kilowatt.

Alternative Energieträger

Grüner Wasserstoff – Chance für Automobilzulieferer

Die alkalische Wasserelektrolyse lässt sich gut skalieren, entsprechend groß ist die Chance auf sinkende Betriebskosten. Bislang werden die Anlagen nur in kleineren Leistungsklassen von bis zu wenigen Megawatt im Manufakturbetrieb hergestellt – und sind entsprechend teuer. Für einen wirtschaftlichen Betrieb der Power-to-Gas-Anlagen müssen die Kosten auf wenige hundert Euro pro Kilowatt sinken. „Das geht nur mit einer Skalierung in größere Leistungsklassen und einer industriellen, automatisierten Großfertigung“, erklärt Marc-Simon Löffler.

Die bei der Erzeugung von Wasserstoff entstehende Abwärme will das ZSW nutzen, um die neu entstehenden benachbarten Wohnquartiere mit Wärme zu versorgen, „dadurch steigt der Gesamtnutzungsgrad der eingesetzten Energien auf bis zu 90 Prozent“, beschreibt Löffler.

Klimaneutral bis 2050

Bis zum Jahr 2050 will Deutschland klimaneutral sein. Auf europäischer Ebene fordert dies auch die EU-Kommission. Wasserstoff aus erneuerbaren Energien ist dabei unverzichtbar für treibhausgasneutralen Strom, Wärme, Mobilität und industrielle Prozesse. Um die Ziele zu erreichen, muss allein in Deutschland im Jahr 2030 eine Elektrolyseleistung von fünf Gigawatt am Netz sein, europaweit 40 Gigawatt.

Derzeit sind in Deutschland rund 50 Megawatt errichtet – ein Prozent der im Jahr 2030 erforderlichen Leistung. „Um die Ziele zu erreichen brauchen wir einen jährlichen Absatz an Elektrolyseuren von 500 Megawatt. Das lässt sich nur mit verbesserten Anlagen mit hohen spezifischen Leistungen und aus automatisierter Fertigung erreichen“, sagt Marc-Simon Löffler.

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