Wind braucht Wasserstoff

Markt & Meinung

Mitte - 2010 wird im brandenburgischen Prenzlau das erste große Wind-Wasserstoff-Kraftwerk in Betrieb gehen. Die Hybridanlage soll zeigen, wie man schwankende Windstrommengen bändigen und gleichzeitig CO2-frei Wasserstoff herstellen kann.

16. Juli 2009

••• Die Grundsteinlegung für das erste Kraftwerk dieser Art stand unter günstigen Bedingungen. Politprominenz hatte sich in die Uckermark begeben, und das Wetter bot, »was das regenerative Herz begehrt«, wie Brandenburgs Ministerpräsident Matthias Platzeck bemerkte: »Der Wind weht ordentlich, die Sonne scheint, und der Raps blüht auch.« Bundeskanzlerin Angela Merkel sprach von einem Meilenstein, Platzeck von einem Quantensprung.

Dass ein Kraftwerk mit weniger als 10MW elektrischer Leistung derart Aufsehen erregt, ist ungewöhnlich. Doch das Projekt weist in die Zukunft, es könnte den Hauptvorwurf gegen die erneuerbaren Energien entkräften: dass sie am Bedarf vorbei produzieren – nur Strom liefern, wenn der Wind weht und die Sonne scheint. »Wir sind auf dem besten Weg, die einzelnen erneuerbaren Energien stärker grundlastfähig zu machen«, erklärte Merkel. In Kombination ginge das am besten.

Das von der Enertrag AG, Dauerthal, konzipierte Hybridkraftwerk ist ein Schritt in diese Richtung: Es verbindet die Windenergie mit Biogas und Wasserstoff als Speichermedium, um die Stromproduktion an den Bedarf im Netz anzugleichen. 21Mio.€ wird das von Bund und Land geförderte Projekt kosten.

Herzstück der Anlage ist ein 500-kW-Druck-Elektrolyseur, der pro Stunde bis zu 120Nm³ Wasserstoff erzeugen kann. Drei jeweils 2MW starke Windkraftanlagen (WKA) stellen dafür die Energie bereit – immer dann, wenn im Netz kaum Strom nachgefragt wird. Als Wasserstoff-Speicher dienen fünf Druckbehälter mit 1.350kg Fassungsvermögen. In windschwachen Zeiten oder bei hohem Energiebedarf wird der Wasserstoff rückverstromt: Dafür sorgen zwei Blockheizkraftwerke(BHKW) mit 350kWp elektrischer Leistung. Sie verarbeiten eine Mischung aus vor Ort produziertem Biogas und bis zu 70% Wasserstoff. Neben rund 2,8Mio.kWh Strom liefern die BHKW pro Jahr etwa 2,3Mio.kWh thermische Energie, die in das Fernwärmenetz der Stadt Prenzlau eingespeist werden soll.

»Wir wollten kein Forschungsprojekt, sondern den industriellen Maßstab, um reale Betriebserfahrungen sammeln zu können und ein Gefühl für die jährlichen Kosten und Haltbarkeit der Komponenten zu bekommen«, erläuterte Enertrag-Vorstand Werner Diwald. Bisher seien derartige Wind-Wasserstoff-Biogas-Konzepte lediglich im Labor simuliert worden.

Im Hybridkraftwerk Uckermark sind WKA, BHKW und Elektrolyseur in ein eigenes Mittelspannungsnetz eingebunden. Gut 25Mio.€ hat Enertrag in dieses Netz investiert. Über das Umspannwerk Bertikow speisen die Anlagen direkt in das 220-kV-Höchstspannungsnetz der Vattenfall ein.

Die Fahrweise ist Software-gesteuert und so regelbar, dass die Stabilität im Stromnetz unterstützt wird. So kann das Kraftwerk mithilfe der beiden Mischgas-BHKW Leistungssenken ausgleichen – etwa in Zeiten mit wenig Wind und hoher Stromnachfrage. Umgekehrt kann es dank des Elektrolyseurs Leistungsspitzen von bis zu 500kW kappen. Je nach Betriebsmodus ist das Kraftwerk in der Lage, Grund-, Spitzenlast oder Regelenergie bereitzustellen, aber auch kontinuierlich Wasserstoff zu produzieren.

»Zumindest vorsichtig können wir ein neues Zeitalter in der Energieversorgung einläuten«, sagt Diwald. Die Anlage sei ein erster Schritt, Folgeprojekte lägen bereits in der Schublade.

Energieeffiziente Mobilität durch regenerativ erzeugten Treibstoff

Für Diwald ist Wasserstoff das ideale Speichermedium, um Windenergie bei Bedarf aus dem Netz zu nehmen. Als einziger wirklicher Langzeitspeicher und wegen seiner hohen Energiedichte sei er Alternativen überlegen. Gleichzeitig sei Windenergie der wettbewerbsfähigste Lieferant für sauberen Wasserstoff. »So schließen wir die Lücke zwischen erneuerbaren Energien und energieeffizienter Mobilität.«

Nachhaltig sind Wasserstoff- und Brennstoffzellenfahrzeuge nur bei regenerativ erzeugtem Treibstoff. Darauf verwies Patrick Schnell, Leiter Nachhaltige Entwicklung/Neue Energien bei der Total Deutschland GmbH und Vorsitzender der Clean Energy Partnership(CEP). Total gehört zu den Technologiepartnern des Projekts in der Uckermark. Brandenburg mit seinen weitläufigen Windparks könnte für das CEP »eine Schlüsselrolle übernehmen«, so Schnell. Das CEP baut in Berlin und Hamburg PKW- und Busflotten auf Basis der Brennstoffzelle auf und will die beiden Städte als Wasserstoffvorzeigeregion etablieren. Ziel sei es, 50% des benötigten Wasserstoffs »CO2-frei zu produzieren«.

Ministerpräsident Platzeck teilt diese Vision: »In einigen Jahren werden wir uns an das erste kleine erinnern, und ringsum werden große Hybridkraftwerke stehen«, betont er.

Dank des Erneuerbaren-Energien-Gesetzes seien die Rahmenbedingungen dafür günstig, doch sie könnten noch besser sein, so Werner Diwald. Das Erdgasnetz mit seinen Speicherkavernen wäre der passende Ort, um überschüssigen Windstrom unterzubringen, und ein zweiter Transportweg, der die Stromnetze entlastet. •••

Hans Forster

www.enertrag.com, www.total.de

www.cleanenergypartnership.de

Erschienen in Ausgabe: 02/2009