In Mainz kommen Strom, Wärme und Mobilität auf einen Nenner

An einer Forschungsanlage im Gewerbepark Mainz-Hechtsheim erproben Unternehmen und Wissenschaftler die Speicherung fluktuierender Windenergie in Form von Wasserstoff.

Mit einer Power-to-Gas-Anlage (PtG-Anlage) in Mainz wollen Forscher alle wesentlichen Bausteine untersuchen, um Wasserstoff zu erzeugen, zu speichern und im industriellen Maßstab zu nutzen. Über die Anlage informiert eine neue Projektinfo des BINE Informationsdienstes vom FIZ Karlsruhe (www.bine.info).

Elektrolyse mit PEM im Megawattbereich

Die Power-to-Gas-Anlage wurde neben dem Mainzer Messegelände errichtet. Sie ist direkt an das Mittelspannungsnetz der Stadtwerke Mainz angebunden sowie an vier benachbarte Windenergie-Anlagen, die den Großteil des Stroms liefern. Im Energiepark Mainz werden zur Erzeugung des Wasserstoffs Systeme auf Basis von Polymerelektrolytmembranen (PEM) zur Elektrolyse eingesetzt. Dabei kamen in der Forschungsphase erstmals Anlagen zum Einsatz, die bis zu 2 MW in der Lastspitze bewältigen. Zu Projektbeginn lag die typische Leistung von PEM-Elektrolyseuren bei etwa 100 kW. Der Vorteil dieser Membranelektrolyse ist laut BINE, dass der Wasserstoff sehr rein vorliegt, das Verfahren wartungsarm ist und gut auf Schwankungen im Stromnetz reagieren kann.

Wasserstoff ins Erdgasnetz

In Mainz wird das Gas anschließend mit ionischen Verdichtern komprimiert, gespeichert und ins Erdgasnetz eingespeist oder an Wasserstoff-Tankstellen und Industriebetriebe abgegeben. Wasserstoff ist ein vielseitig einsetzbarer chemischer Energiespeicher und Grundstoff. Das Gas kann bis zu einem Anteil von 10 % dem Erdgas beigemischt werden, direkt in industrielle Produktionsprozesse eingehen und es lässt sich gut speichern. Die Elektrolyse-Anlage erzeugt bis zu 1.000 Nm³ Wasserstoff in der Stunde, der ins Erdgasnetz für den Stadtteil Mainz-Ebersheim eingespeist wird. Auch Wasserstoff-Tankstellen und Industriebetriebe können beliefert werden. Hierzu dient eine Abfüllstation, an der Trailer vollautomatisiert befüllt werden können.

Power-to-Gas kann wirtschaftlich sein

Der Energiepark hat die Forschungsphase 2017 abgeschlossen und ist in den kommerziellen Regelbetrieb übergegangen. Mit ihren Untersuchungen konnten die Wissenschaftler zeigen, dass die Elektrolyseanlage technisch einwandfrei funktioniert und systemdienlich arbeitet. Die Projektpartner sind überzeugt, dass sich solche Power-to-Gas Anlagen auch wirtschaftlich erfolgreich betreiben lassen. Für die breitere Umsetzung wünschen sie sich politische und regulatorische Unterstützung für den systemdienlichen und marktorientierten Einsatz von Speichern und Power-to-X-Technologien. Beispielsweise sollten Marktbarrieren beseitigt werden. Diese entstehen beispielsweise durch Abgaben, die Endkunden zahlen müssen. Außerdem sollte Wasserstoff im Verkehr auf die Treibhausgasquote angerechnet werden können.

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Artikel geschrieben von

Hinrich Neumann

Redakteur Energie

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