Foto: Sunfire

Power to Gas

Sunfire startet Wasserstoffkraftwerk

Ein neuer Hochtemperaturelektrolyseur kann nicht nur Wasserstoff aus überschüssigem Ökostrom erzeugen, sondern diesen auch bei Bedarf wieder rückverstromen – und zwar in derselben Anlage. Die Umschaltung in den jeweils anderen Betriebsmodul dauert nur wenige Minuten.

Der Dresdner Hersteller von Elektrolysetechnik Sunfire hat eine neue Anlage der Hochtemperaturelektrolyse in Betrieb genommen. Da das Unternehmen einen Elektrolyseur mit Festoxidzellen (Solid Oxide Cells – SOC) verwendet, kann das System auch rückwärts betrieben werden. Auf diese Weise ist es möglich, in der gleichen Anlage aus dem hergestellten Wasserstoff wieder Strom zu produzieren.

Damit wird die Anlage zu einer perfekten flexiblen Option innerhalb eines Netzes, das größtenteils mit volatilen Erzeugern wie Photovoltaik und Windkraft betrieben wird. Denn der Elektrolyseur kann mit hohem Wirkungsgrad überschüssigen Ökostrom nutzen, um Wasser in seine Elemente zu trennen. Während der Sauerstoff in die Luft strömt, wird der Wasserstoff gespeichert. Wenn die Solar- und Windkraftanlagen nicht mehr in der Lage sind, die Stromnachfrage zu decken, kann der Betriebsmodus der Anlage innerhalb von zehn Minuten von der Wasserstoffproduktion in die Erzeugung von Strom und Wärme gewechselt werden. Dadurch erreicht das System eine höhere Auslastung pro Jahr und ist betriebswirtschaftlich attraktiver als reine Elektrolyseure.

Effizienz verbessert

Sunfire arbeitet schon länger an dieser Technologie der reversiblen Elektrolyse mit Festoxidzellen. In der neuen Anlage kommt eine verbesserte Generation der Technik zur Anwendung. Sunfire hat vor allem an der Effizienz der Anlage gearbeitet. So kann der Elektrolyseur 180 Kilowatt Strom aus dem Netz ziehen. Mit dieser Leistung erzeugt er 50 Normkubikmeter Wasserstoff pro Stunde. Das ist eine Einheit für das Volumen von Gas bei Null Grad Celsius und einem Luftdruck von gut einem Bar. Damit verbraucht die Anlage für die Produktion eines Normkubikmeters Wasserstoff 3,6 Kilowattstunden Ökostrom.

Mit der Vorgängergeneration der Technologie konnte Sunfire mit einer Anlage mit einer Leistungsaufnahme von 150 Kilowatt pro Stunde 40 Normkubikmeter Wasserstoff produzieren. Pro Kubikmeter Wasserstoff brauchte diese Anlage noch 3,75 Kilowattstunden Strom. „Mit der hohen Wandlungseffizienz leisten wir einen wichtigen Beitrag für die Energiewende im Sinne der Sektorenkopplung“, erklärt Christian von Olshausen, Technikchef bei Sunfire. „Mit der Inbetriebnahme dieser neuen leistungsfähigen Module erreichen wir außerdem den nächsten Meilenstein der industriellen Kommerzialisierung unserer Elektrolysetechnologie.“

Markteinführung für 2021 geplant

Schließlich ist das System für den Einsatz in Industrieunternehmen gedacht, die damit nicht nur ihre Stromkosten senken, sondern auch gleichzeitig Wärme können. Schließlich können die Unternehmen dann in Zeiten mit negativen Strompreisen die Energie aus dem Netz ziehen. Im Brennstoffzellenmodus können sie zum einen Leistungsspitzen im eigenen Unternehmen abdecken. Andererseits müssen sie weniger Strom aus dem Netz beziehen, wenn die Preise hoch sind. Sunfire plant die Markteinführung der Technologie für das Jahr 2021 geplant. Dafür ist die Testanlage ein wichtiger Meilenstein. Mit ihr will Sunfire einen Wirkungsgrad von mehr als 80 Prozent nachweisen, was die Positionierung der Technologie am Markt einfacher macht.

Die Anlage ist eine Pilotanlage im Rahmen des Projekt Hypos. Dabei geht es um den Aufbau einer Modellregion für Wasserstoff in Ostdeutschland, wobei die Versorgung mit grünem Wasserstoff im Mittelpunkt steht. Daran beteiligt sind neben der Forschungsabteilung von Air Liquide, einem Hersteller von Synthesegasen, auch das Deutsche Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR).

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