Wasserstoff ist ein flexibler Energieträger und gilt als wichtiges Element für die Energiewende. Denn das über Elektrolyse mit erneuerbarem Strom hergestellte Gas lässt sich als Kraftstoff im Verkehr, als Industrierohstoff oder zur Wärmeerzeugung einsetzen. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg forscht an der Weiterentwicklung der entsprechenden Schlüsseltechnologien, wie zum Beispiel der PEM-Elektrolyse zur Erzeugung von Wasserstoff. Wie Dr. Christopher Hebling, Bereichsleiter Wasserstofftechnologien am Fraunhofer ISE betont, werden flexible Elektrolyseanlagen zur Herstellung von Wasserstoff immer wichtiger. „Das bereits bestehende Erdgasnetz kann dabei als Langzeitspeicher genutzt werden“, sagt der Wissenschaftler.

Forschungsanlage speist Wasserstoff ins Gasnetz ein

Im Rahmen dieser Forschung hat das Fraunhofer ISE eine Einspeiseanlage für Wasserstoff in das Gasnetz auf dem Gelände seines Standorts in der Auerstraße in Freiburg, Industriegebiet Nord, errichtet und in Betrieb genommen. Unterstützt wurde das Institut dabei durch die Projektpartner badenova / bnNETZE und der Hochschule Offenburg.

Die Anlage speist seit August 2017 Wasserstoff in eine Gasversorgungsleitung im kommunalen Verteilnetz ein. Gaskunden im Industriegebiet Nord und in Gundelfingen erhalten seitdem bis zu 2% Wasserstoff im Erdgas. Die gezielte Kopplung der Sektoren soll einen höheren Anteil an erneuerbaren Energien im System möglich machen.

Wirtschaftlicher Betrieb als Forschungsziel

Im Rahmen des Projekts „Kommunaler Energieverbund Freiburg“ haben die Wissenschaftler für diese Anlage außerdem komplexe Algorithmen für den Betrieb der Anlage entwickelt und erprobt. Ziel ist entweder eine maximale lokale Grünstromnutzung, ein möglichst günstiger Stromeinkauf am Day-Ahead-Markt der EEX-Strombörse oder eine Kombination aus beiden. Diese Betriebsarten wurden in einer Simulationsumgebung entwickelt, erprobt und auf die Realanlage übertragen. Auch wenn durch das Fraunhofer ISE kein kommerzieller Betrieb vorgesehen ist, wird die Anlage hierdurch nach ökonomisch-ökologischen Gesichtspunkten betrieben.

Die Anlage ist als Forschungsanlage für den Betrieb im Verteilnetz konzipiert und soll in dieser Funktion auch über das Projekt hinaus die Möglichkeit zur Erprobung verschiedener Betriebskonzepte sowie zur Entwicklung und Erprobung neuartiger Gasnetzkomponenten bieten. Aktuell ist ein wirtschaftlicher Betrieb von Wasserstoff-Anlagen noch schwierig, da die gesetzlichen Regularien Wasserstoff derzeit im Vergleich zu anderen Technologien benachteiligen. Durch Anpassung der Regularien hin zu einem fairen Marktzugang könnte diese Technologie aber wesentlich zur CO2- Minderung der Sektoren Wärme, Mobilität, Industrierohstoffe und Gas beitragen und so die Energiewende vorantreiben, unterstreicht das Fraunhofer ISE.