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Neue Modelle der Systemintegration

In den Niederlanden investiert Vattenfall in ein sogenanntes Vollhybrid-Kraftwerk, das in der zweiten Jahreshälfte 2020 in Betrieb gehen soll. Dann wird der 12-MW-Speicher, dessen BMW-Batterien in handelsüblichen Seecontainern verstaut werden sollen, Teil eines Verbunds, zu dem ein 22-MW-Windpark sowie eine 38-MW-Freiflächen-Photovoltaik-Anlage gehören.

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"Die sich gut ergänzenden Erzeugungsprofile von Wind und Sonne belasten das Stromnetz weniger als eine einzige Erzeugungstechnologie", sagt Claus Wattendrup, Leiter der Solar- und Batteriesparte bei Vattenfall. "Hybrid-Anlagen sorgen für weniger ausgeprägte Spitzen und insgesamt weniger Zeiten ohne Erzeugung." Das bedeute eine effizientere Nutzung der Netzinfrastruktur. Aufgrund fallender Batteriepreise rechnet der Energieversorger fest damit, dass entsprechende Speicheranlagen in Zukunft einen großen Beitrag zur Netzstabilität leisten werden.

Power to Gas

Während Batterien vor allem kurzfristige Schwankungen ausgleichen, braucht man auch Kapazitäten für längere Zeiträume - und dazu dient die indirekte Speicherung, also die Umwandlung von elektrischer Leistung in Wasserstoff oder Methan (Power to Gas). Beide Gase sind lagerfähig und vielseitig einsetzbar. Allerdings ergeben die aufwendigen Prozesse - Elektrolyse oder Methanisierung - nur Sinn, wenn dazu Energie aus erneuerbaren Quellen verwendet wird. Erst recht, wenn es sich um überschüssigen Strom handelt, der nicht ins Netz eingespeist werden kann. Power to Gas hat immerhin den Vorteil, dass es den Stromsektor mit den Bereichen Wärme und Mobilität verbindet.

Windstrom zu Wasserstoff

In Brunsbüttel befindet sich eine Testanlage, die im Rahmen des Forschungsprojektes NEW 4.0 Windstrom in Wasserstoff umwandelt. Der Elektrolyseur mit einer Leistung von 2,4 MW verfügt über eine Protonen-Austausch-Membran (PEM, vom englischen Protone Exchange Membran), wodurch die Anlage "dynamisch gefahren werden kann", wie Tim Brandt erläutert. Er ist Geschäftsführer des Startups Wind to Gas Energy. "So können wir sehr schnell auf Veränderungen der Netzauslastung reagieren."

Den Ökostrom für die Elektrolyse bezieht er aus dem eigenen Windpark. Dafür errichtete das Dithmarscher Unternehmen nördlich von Brunsbüttel fünf eigene Windkraftanlagen mit einer Gesamtleistung von 15 Megawatt und verlegte eine rund sechs Kilometer lange Kabeltrasse zum Elektrolyseur. Sie führt zum Teil unter dem Nord-Ostsee-Kanal hindurch, wobei bis zu 27 Meter tief gebuddelt werden musste. In Spitzenzeiten kann die Testanlage maximal 450 Norm-Kubikmeter Wasserstoff pro Stunde produzieren; das entspricht rund 40 Kilogramm. Ein E-Auto mit Brennstoffzelle könnte damit 4.000 Kilometer weit fahren.

Wasserstoff im Erdgasnetz speichern

Doch der hier produzierte Wasserstoff wird vorrangig ins öffentliche Erdgas-Netz eingespeist. Dafür hat der lokale Betreiber, die Schleswig-Holstein Netz AG, eine Gasverdichterstation gebaut. Hinter dem Demonstrationsvorhaben steht das Ziel, Strom- und Gasnetze intelligent aufeinander abzustimmen. Zudem soll, wie anderorts auch in Deutschland, die vorhandene Erdgas-Infrastruktur für die Aufnahme eines höheren Wasserstoffanteils ertüchtigt werden. Die Prognose der Kooperationspartner sieht so aus: Wenn die fünf Windkraftanlagen 3.000 Stunden im Jahr auf Volllast laufen, wäre es möglich, zwei Millionen Normkubikmeter Wasserstoff zu erzeugen (180.000 kg).

Daraus ergeben sich weitere Perspektiven. Die Anlage steht auf dem weitläufigen Industriegelände von Covestro, einem der größten Polymer-Hersteller der Welt. Der beliefert beispielsweise die Automobil-, Bau- und Möbelindustrie. Diesen Sommer wurde hier auch eine Wasserstofftankstelle für Pkw in Betrieb genommen. Ein weiterer potenzieller Abnehmer für H2 befindet sich mit einem Düngemittel-Produzenten ganz in der Nähe. "Die Herstellung von Ammoniak benötigt große Mengen Wasserstoff", sagt Brandt. "Aber wirtschaftlich ist das leider noch nicht darstellbar, obwohl die Technik ausgereift ist. Und skalierbar: Selbst Faktor 10 wäre kein Problem." Solange aber für die Einspeisung des selbst produzierten Windstroms in den Elektrolyseur alle Steuern und Umlagen des EEG-Gesetzes gezahlt werden müssen, ist das nicht rentabel - und nur mit Hilfe von Forschungsförderung durchführbar.

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 Ein zweiter Einsatz für ausrangierte E-Auto-AkkusNeue Regelungen sind nötig 
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Kleba 24. Sep 2019

Wie gesagt, genau weiß ich es nicht. Habe nur mal bei diversen Seiten zu Pro/Contra...

Copper 24. Sep 2019

Peak oil ist nicht vom Tisch, neue Fördertechnologien machen neue Ölquellen zugänglich...

John2k 24. Sep 2019

Immer wieder die selbe Leier seit Jahren. Wie das immer so ist, mit einfachen Stoffen...

Kleba 23. Sep 2019

Richtig. Und mit einer Umwandlung in Methan oder Wasserstoff könnte auch das vorhandene...


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