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W2H (01.01.2014 – 31.12.2017)

w2h_elycontainerAls Voraussetzung für eine Power to Gas-Gesamtlösung für Österreich soll ein Pilotprojekt in diesem Projekt realisiert werden. Dazu gehört die Entwicklung eines neuen, modular-verschalteten Hochdruck-PEM-Elektrolyseurs, der Wasserstoff flexibel aus erneuerbarem (Überschuss)Strom entsprechend unterschiedlichen Lastprofilen erzeugt. Der Wasserstoff (H2) kann ohne mechanische Verdichtung abgefüllt oder ins Erdgasnetz eingespeist, dort gespeichert sowie transportiert werden.

In Europa hat die Produktion von erneuerbarem Strom aus Windkraft oder PV-Anlagen zu Spitzenzeiten ein Ausmaß erreicht, dass am Markt ein Überangebot an Energie herrscht und die Strompreise am Spotmarkt zeitweise sogar negativ werden. Für den geplanten Ausbau regenerativer Energien sind daher umfangreiche Stromspeicher eine essentielle Voraussetzung. Die derzeit einzige Möglichkeit, große Mengen an Überschussstrom langfristig zu speichern, besteht darin, den Strom in Wasserstoff oder in Methan umzuwandeln, in das Erdgasnetz einzuspeisen und dort zu speichern. Insbesondere in Deutschland wird daran in den letzten Jahren intensiv geforscht, erste Pilotanlagen sind seit 2010 in Betrieb. In Österreich laufen derzeit zu diesem Thema vorwiegend wissenschaftliche Studien.

Ziel des Projektes ist es, die gesamte Kette vom fluktuierenden Windstrom über den Elektrolyseur bis zur Speicherung im Gasnetz bzw. zur Nutzung bei Wasserstoffverbrauchern (Mobilität, chemische Industrie) zu entwickeln.

Im Unterschied zu deutschen Projekten wird dazu (à Methode)

  • ein modularer Hochdruck-PEM-Elektrolyseur (als 100 kW Pilotanlage)
  • nach Lastprofilen aus dem Stromnetz (Windstromverfügbarkeit, Netzzustand) gesteuert
  • der Elektrolyseur aus einer Vielzahl von PEM Elektrolysemodule aufgebaut, um diesen Lastprofilen optimal folgen zu können (in der Pilotanlage werden 12 Module eingesetzt)
  • der erzeugte Wasserstoff ohne mechanische Verdichtung in das Erdgassystem eingespeist, dort gespeichert und transportiert. Dazu sind umfangreiche Materialstudien erforderlich. Die maximale Zumischung und Verteilung im Netz wird berechnet und simuliert.

 

Die erwarteten Ergebnisse und Erkenntnisse:

  • Entwicklung eines modularen Hochdruck-PEM- Elektrolyseurs inklusive Einspeisung von Wasserstoff in das Erdgasnetz und Abfüllung in Flaschenbündel
  • Betriebserfahrung aus 2 Jahren F&E-Betrieb bei unterschiedlichen Lastfällen und Marktgegebenheiten; F&E-Auswertung der technischen Daten (Wirkungsgrade, etc.) über das Verhalten der wind2hydrogen-Anlage und insbesondere des Elektrolyseurs. Erfahrung mit Genehmigungen für solche Anlagen, Sicherheitskonzepte etc.
  • Ökologische, ökonomische und rechtliche Analyse als Vorbereitung zum Rollout
  • Kenntnis über die optimale Anzahl von Stacks bzw. Größenordnung, abhängig von der Standortauswahl und den bedienten Märkten
  • Ermittlung der maximalen H2 Konzentration und der Speicherkapazität im österreichischen Erdgasnetz aufgrund von Materialtests und Verteilungsverhalten – Auswirkungen auf die Erdgasinfrastruktur, sodass trotz volatiler Einspeiseleistung eine gleichbleibende Qualität im Gasnetz gewährleistet ist.

Siehe auch:

 

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