Wasserstoff gilt als Energieträger der Zukunft und spielt eine Schlüsselrolle für die Energiewende. In den Reallaboren der Energiewende spielt Wasserstoff daher eine zentrale Rolle. Fachleute erproben im Rahmen der Reallabore neue Technologien und Anwendungen aus der Energieforschung im echten Betrieb. Eines der Gewinner-Projekte ist H₂-Wyhlen. Das Reallabor besteht aus einem Verbund mit sechs Teilprojekten und ist am 1. Januar 2021 in Grenzach-Wyhlen in Baden-Württemberg gestartet.

Der auf die energiewirtschaftliche Praxis ausgelegte Fokus der Reallabore der Energiewende zeigt sich auch bei H₂-Wyhlen. Denn zunächst wollen die Projektpartner gemeinsam ein wirtschaftlich tragfähiges Geschäftsmodell für eine Power-to-Hydrogen-Anlage entwickeln, das Herzstück des Reallabors. Power-to-Hydrogen bezeichnet das Herstellen von Wasserstoff mithilfe von Strom aus erneuerbaren Energien.

Wasserstoff-Produktion soll günstig und rentabel werden

Dieser Plan legt die betriebswirtschaftliche Grundlage für den Ausbau der Anlage, die Energiedienst, der Koordinator des Projekts, bereits seit 2019 erfolgreich betreibt. Energiedienst ist ein regionaler Energieversorger und Netzdienstleister aus Baden und ist mit zwei Teilprojekten an dem Reallabor beteiligt. Daneben sind noch drei weitere Verbundpartner an dem Vorhaben beteiligt, die Dialogik, eine Gesellschaft für Kommunikations- und Kooperationsforschung, das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) und die Messer Group.

Das Geschäftsmodell des Reallabors soll skalierbar sein. Darunter versteht man das Übertragen des Betriebskonzepts von einer kleinen Anlage auf eine Anlage mit einem größeren Leistungsvolumen. Später soll das Geschäftsmodell also als Grundlage für Power-to-Hydrogen-Projekte mit größerem Umfang dienen. Einen technischen Leitfaden für den effizienten Betrieb von Power-to-Gas-Anlagen können Energieversorger, Automobilhersteller und Unternehmen aus dem Anlagenbau als Vorlage nehmen, um neue Projekte zu planen.

© Energiedienst/Juri Junkov

Das Foto zeigt den Elektrolyseur der Power-to-Hydrogen-Anlage in Wyhlen. © Energiedienst/Juri Junkov | Das Foto zeigt den Elektrolyseur der Power-to-Hydrogen-Anlage in Wyhlen.

Zum Start des Reallabors hatte die Anlage noch eine elektrische Leistungsfähigkeit von einem Megawatt. Diese bauen die Fachleute auf insgesamt sechs Megawatt aus. Der Strom zur Herstellung des Wasserstoffs kommt aus dem Wasserkraftwerk auf dem Gelände des Projektkoordinators Energiedienst. Somit entsteht sogenannter grüner Wasserstoff beziehungsweise erneuerbarer Wasserstoff (eH₂). Neben der Power-to-Hydrogen-Anlage forschen die an dem Reallabor-Konsortium Beteiligten auch an einem 300-Kilowatt-Elektrolyseur.

Nichts verschwenden: Abwärme wird zum Heizen genutzt

Mit ihrer Arbeit möchten die Projektpartner herausfinden, wie die Power-to-Hydrogen-Infrastruktur möglichst wirtschaftlich betrieben werden kann, also was das optimale Kosten-Nutzen-Verhältnis ist. Das will das Forschungsteam unter anderem dadurch erreichen, indem sie den Energieverbrauch der verschiedenen Sektoren, wie Wärme und Strom, bestmöglich aufeinander abstimmen. Dieser ganzheitliche Ansatz des Reallabors sieht auch vor, dass die Abwärme, die bei der Produktion des Wasserstoffs in der Power-to-Hydrogen-Anlage anfällt, genutzt wird. Die Verbundpartner wollen die Abwärme gemeinsam mit der Abwärme des Wasserkraftwerks in das Wärmenetz von drei anliegenden Wohngebieten einspeisen. So kann die lokale Bevölkerung damit ihr Zuhause heizen. (ml)