Zusammen mit seinen Projektpartnern SolarFuel und Enertrag konstruiert das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) in einem neu gestarteten Forschungsprojekt ein Elektrolyse-System für die kommende Power-to-Gas(P2G)-Anlagen-Generation. Eine neuartige Elektrolyse-Technik soll künftigen P2G-Anlagen den Weg in eine größere Leistungsklasse ebnen. Das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) koordiniert die Entwicklungsarbeiten an einer 300-kW-Elektrolyse mit einem Zellstapel, dessen Leistung bei entsprechender Vergrößerung auf mehr als ein Megawatt steigerbar ist.
Wasserstofferzeugung soll günstiger werden
Dieser sogenannte Kurz-Stack setzt sich aus etwa 70 Zellen zusammen, die über vergrößerte Flächen und eine erhöhte Gasleistung verfügen. Dadurch kann der Elektrolyse-Prototyp kompakter als seine Vorgänger gebaut werden. Zahlreiche weitere technische Neuerungen werden erprobt, darunter eine 1-MW-Gleichrichteranlage, eine innovative Elektrodenbeschichtung sowie ein modularer Aufbau der Gesamtanlage. Zugleich wollen die Projektpartner aufzeigen, wie sich die Kosten für derartige Elektrolyseure senken lassen. „Durch die technische Weiterentwicklung unseres Elektrolyse-Systems machen wir einen wesentlichen Schritt hin zu einer kostengünstigen Wasserstofferzeugung für das P2G-Verfahren“, erklärt Andreas Brinner, Elektrolyse-Experte am ZSW. Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) fördert das über drei Jahre laufende Projekt zur Weiterentwicklung der alkalischen Druckelektrolyse mit insgesamt rund 3,3 Mio. Euro.
Aus Ökostrom wird Wasserstoff und dann Methan
Ende Oktober 2012, hatte das ZSW eine P2G-Anlage mit einer elektrischen Anschlussleistung von 250 kW zur Wasserstoff- und Methanherstellung in Betrieb genommen (Bericht von TGA Fachplaner). Die Anlage in Stuttgart gilt als die weltweit größte ihrer Art. Die neue, leistungsstärkere Elektrolyse soll nun in der direkten Umgebung dieser Anlage entstehen. Das maßgeblich am ZSW entwickelte P2G-Konzept sieht vor, überschüssigen Ökostrom aus Sonne oder Wind per Elektrolyse zunächst in Wasserstoff umzuwandeln und in einem weiteren Schritt zusammen mit Kohlendioxid zu methanisieren. Das so erzeugte Methan lässt sich einerseits ins Erdgasnetz einspeisen und dort über Monate verlustfrei speichern, um beispielsweise bei Stromknappheit wieder verstromt zu werden. Andererseits kann es als Kraftstoff für Erdgasfahrzeuge genutzt werden und einen Beitrag zur CO 2 -neutralen Mobilität leisten. ■
