Unsere Projekte

Power to X-Technologien haben sich in den letzten Jahren rasant entwickelt und in zahlreichen Pilotprojekten ihr Potential unter Beweis gestellt. Hier finden Sie einige Beispiel-Projekte der Mitglieder der Power to X Allianz.

BP

Power to Gas-Pilotanlage in der Raffinerie Lingen

© BP Europa SE (https://www.bp.de)

Die BP Europa SE hat in einem dreißigtägigen Pilotprojekt im Jahr 2018 den Einsatz von grünem Wasserstoff am Raffinerie-Standort Lingen im Emsland (Niedersachsen) getestet. Für ihren Betrieb wurde grüner Wasserstoff bezogen, welcher von der Audi Industriegas GmbH im benachbarten Werlte per Elektrolyse aus erneuerbaren Energien produziert und anschließend mit Tankwagen nach Lingen transportiert wurde. In der BP Raffinerie wurde dieser Wasserstoff zur Kraftstoffproduktion benötigt, u.a. um Dieselkraftstoff zu entschwefeln. Auf diese Weise konnten erneuerbare Energien in Form von Wasserstoff in den Transportsektor integriert werden.

Mit dem Testlauf demonstrierte die BP Europa SE, dass Power to Gas technisch realisierbar ist. Das Projekt zeigt aber auch deutlich, dass es für ein wirtschaftliches Betreiben einer solchen Anlage eine Weiterentwicklung und Optimierung der politischen Rahmenbedingungen bedarf. So sollte beispielsweise die Einsparung von rund 90% der Treibhausgase, die bei der herkömmlichen Produktion von Wasserstoff entstehen, auf die Biokraftstoffquote angerechnet werden können.

Wasserstoffnetz „GET H2 Nukleus“

Die BP Europa SE setzt sich im Rahmen der Initiative „GET H2“, gemeinsam mit weiteren Unternehmen, für den Aufbau einer bundesweiten Wasserstoffinfrastruktur ein. Den ersten Baustein stellt dabei das Leuchtturmprojekt „GET H2 Nukleus“ dar. Dabei handelt es sich um ein geplantes Netz mit einer Gesamtlänge von ca. 130 km, welches im Raum Niedersachen und Nordrhein-Westfalen Erzeuger von grünem Wasserstoff mit industriellen Abnehmern verbinden soll. Es bietet ebenfalls einen diskriminierungsfreien Zugang für Dritte. Um schnellstmöglich einen Beitrag für eine CO2-ärmere Zukunft leisten zu können, soll das erste öffentliche Wasserstoffnetz eher kurzfristig, abhängig von dem Status der Regulierung, in Betrieb genommen werden.

Der grüne Wasserstoff soll dabei von einer geplanten 100MW-Elektrolyseanlage der RWE Generation SE aus erneuerbaren Energien am Standort Lingen erzeugt werden. Der Transport erfolgt überwiegend über bestehende Gasleitungen der Fernleitungsnetzbetreiber Nowega GmbH und Open Grid Europe GmbH (OGE), welche aktuell vollständig auf den Transport von Wasserstoff umgestellt werden. Dazu kommt ein Teilneubau durch die Evonik AG. Anwendung findet der grüne Wasserstoff vor allem in Chemieparks und Raffinerien, wie z.B. in den zwei BP Raffinerien in Lingen und Gelsenkirchen.

Mittels des Einsatzes von grünem Wasserstoff können die in industriellen Produktionsprozessen entstehenden Emissionen signifikant reduziert werden. Für den bundesweiten Transport von grünem Wasserstoff ist der Ausbau der entsprechenden Infrastruktur, basierend auf der bestehenden Gasinfrastruktur, essenziell. Ein gut ausgebautes Wasserstoffnetz ermöglicht es, erneuerbare Energien über weite Strecken hinweg zu transportieren, zu speichern und in nicht elektrifizierbaren Sektoren einzusetzen. Auf diese Weise kann industriellen Abnehmern die benötigte Versorgungssicherheit garantiert werden. Vor diesem Hintergrund trägt das u.a. durch die BP Europa SE mitgetragene Projekt „GET H2 Nukleus“ entscheidend zum Aufbau einer nationalen Wasserstoffwirtschaft bei.

© GET H2 (https://www.get-h2.de/projekt-nukleus/)

GP JOULE

Das Erneuerbare Energien-Unternehmen GP JOULE – ein Pionier in der Sektorenkopplung – engagiert sich seit einem Jahrzehnt im Bereich Power-to-Gas. Zum einen als Projektentwickler & -Partner, zum anderen als Investor und heute Mehrheitseigner des PEM-Stack- und -Elektrolyseur-Herstellers H-TEC SYSTEMS, dessen Technologien und Anlagen eine Wasserstoffproduktion im industriellen Maßstab ermöglichen.

www.gp-joule.de
www.h-tec-systems.de

Projekt „eFarm“ (GP JOULE)

Das von GP JOULE initiierte und bisher in Deutschland größte grüne Wasserstoff–Mobilitätsprojekt eFarm erhielt Ende 2018 im Rahmen der Förderrichtlinie Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie eine Förderung von insgesamt 8 Mio. Euro durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur und konnte damit offiziell gestartet werden. Die Umsetzung der Förderrichtlinie wird von der NOW GmbH koordiniert. Das Gesamtinvestitionsvolumen beläuft sich nach derzeitigem Stand auf 16 Mio. Euro.

In 2019/2020 wird die dafür gegründete eFarming GmbH & Co. KG nun in Nordfriesland eine modular erweiterbare grüne Wasserstoff-Infrastruktur von der Erzeugung über die Verarbeitung bis zur Flottennutzung aufbauen und betreiben: Für die Produktion des grünen Wasserstoffs aus Windkraft, der an den zwei öffentlichen Tankstellen getankt werden kann, werden bis Ende 2019 fünf PEM-Elektrolyseure (je 225 kW) an geeigneten Standorten installiert – nah an den Windkraftanlagen. Die PEM-Elektrolyseure kommen vom deutschen Stack- und Elektrolyseur-Hersteller H-TEC SYSTEMS GmbH. Zusätzlich investiert die eFarming GmbH & Co. KG initial in fünf Brennstoffzellen-PKWs und zwei Brennstoffzellenbusse für den Einsatz im Linienverkehr. Der komprimierte Wasserstoff wird gasförmig in mobilen Speichercontainern per LKW zu den beiden Wasserstofftankstellen transportiert. Es entsteht somit eine Versorgungssicherheit von 100% grünem, regional erzeugten Wasserstoff für private, gewerbliche und kommunale Nutzer von Brennstoffzellenfahrzeugen.

Dabei wird innerhalb der eFarming GmbH & Co. KG sowie auch außerhalb mit Verbundpartnern zusammengearbeitet, hierzu gehören u. a. die standortgebenden Windparks in Nordfriesland (vor allem Bürgerwindparks), an denen Wasserstoffproduktionsstandorte aufgebaut werden können und die sich am Projekt beteiligen wollen, sowie Wärmekunden, die ein Interesse an der Abnahme der Abwärme aus den Elektrolyseuren haben, die Standortgeber für Wasserstoff-Tankstellen, regionale Stadtwerke und Busbetreiber und Werkstätten zur Wartung und Instandhaltung der Brennstoffzellen-Busse.

Windparks in Nordfriesland

Durch die Errichtung von zwei öffentlichen Wasserstofftankstellen wird der Markt für private, gewerbliche und kommunale Nutzer von Brennstoffzellenfahrzeugen im Kreis Nordfriesland aktiviert. Um die Nachfrage und den Verbrauch sofort zu stimulieren, werden neben fünf Brennstoffzellen-PKWs zum Start zwei Brennstoffzellenbusse angeschafft und im Linienverkehr im Kreis Nordfriesland eingesetzt. Mit der Bekanntmachung des Projektstarts sind im Weiteren über 60 unverbindliche Absichtserklärungen von Privatpersonen und Unternehmen aus der Region unterzeichnet worden, die Brennstoffzellenfahrzeuge kaufen und den Wasserstoff vor Ort beziehen möchten, sobald die Wasserstofftankstellen in Betrieb genommen werden. Der Aufbau der fünf Elektrolyseure und der dazugehörigen Logistik des grünen Wasserstoffs (Trailerabfüllstationen, mobile Speichercontainer) tragen ebenfalls zur Marktaktivierung der Wasserstofftechnologie bei.

Für die geplante Gesamt-Infrastruktur von Erzeugung über Transport bis Vermarktung und Nutzung von grünem Wasserstoff gibt es keinen Stand der Technik. Die Herausforderung bei der Auswahl besteht darin, die unterschiedlichen Technologien erstmalig aufeinander abzustimmen und ein wirtschaftlich, rechtlich und technisch realisierbares Betriebskonzept daraus zu entwickeln. Hierbei muss außerdem zwischen bewährten Technologien und neuen, viel versprechenden, innovativen Zukunftstechnologien mit Prototypenstatus gewählt werden.

Durch das Projekt wird bereits eine deutliche kommunikative Breitenwirkung zum Thema Wasserstoff/ Brennstoffzelle erzielt. Der Name eFarm funktioniert als Motto, um ein gemeinschaftliches, nachhaltiges Wirtschaften mit erneuerbaren Energien in die Gesellschaft zu bringen und das Verbundkonzept mit dem Vorbild der genossenschaftlichen Milchwirtschaft umzusetzen. Der Schlüssel dafür wird eine direkte Bürgerbeteiligung – bis hin zur Investition als Anteilseigner oder genossenschaftliches Mitglied. Ein projektbegleitendes systematisches Akzeptanzmanagement ist vorgesehen, welches einen Dialogprozess initiiert, die Akzeptanz systematisch in einem Monitoring erfasst und ihre Einflussgrößen aufzeigt.

Mögliche Standortgeber, die Stadtwerke sowie lokale Tankstellenbetreiber zeigten sehr positive Resonanz zum Vorhaben und wollen gemeinsam Erfahrungen im Bereich der Wasserstofferzeugung, dem Transport und der Vermarktung sammeln. Genehmigungsbehörden und Stadtverwaltungen engagieren sich aktiv durch eine gemeinsame, im Dialog stattfindende Vorbereitung der Genehmigungsanträge. Der Kreis Nordfriesland setzt zudem eine Einkaufsgemeinschaft für kommunale Wasserstofffahrzeuge um.

Zusammenarbeit Energie des Nordens (H-TEC SYSTEMS)

Die Erneuerbare-Energien-Gesellschaft Energie des Nordens (EdN), deren Hauptgesellschafter Greenpeace Energy ist, hat den Anfang 2019 erst gelaunchten 1 MW-PEM-Elektrolyseur ME 450/1400 erworben. Diese neu entwickelte Anlage mit einer Nennleistung von einem Megawatt soll im schleswig-holsteinischen Haurup ab 2020 aus überschüssigem Windstrom jährlich bis zu drei Millionen Kilowattstunden Wasserstoff ins Gasnetz einspeisen. Damit trägt die Anlage auch zur Versorgung der rund 20.000 proWindgas-Kunden von Greenpeace Energy bei.

Greenpeace Energy ist der Energie des Nordens GmbH & Co. KG (EdN) Ende Oktober 2018 beigetreten. EdN, ein Zusammenschluss von 70 Unternehmen der Erneuerbaren-Branche vor allem aus Schleswig-Holstein, betreibt den von H-TEC SYSTEMS entwickelten und gefertigten PEM-Elektrolyseur in Haurup.

Energie des Nordens und Greenpeace Energy wollen damit Erfahrungen bei der effizienten Speicherung von überschüssigem Windstrom im Gasnetz und für die Stabilisierung des in dieser windreichen Region stark beanspruchten Stromnetzes sammeln. Der neue H-TEC-Elektrolyseur ist so reaktionsschnell, dass er seine Leistung auf Signale des Netzbetreibers hin herauf- oder herunterfahren und so zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen kann. Wegen solcher wichtigen Lerneffekte wird das Projekt auch durch das von der Bundesregierung unterstützte Programm „Norddeutsche EnergieWende 4.0“ (NEW 4.0) gefördert, in dessen Rahmen Technologien mit besonderem Nutzen für die Energieversorgung der Zukunft in der Praxis erprobt werden.

PEM-Elektrolyseure (je 225 kW)

Zusammenarbeit Windpark Ellhöft (H-TEC SYSTEMS)

H-TEC SYSTEMS liefert seinen PEM-Elektrolyseur ME 100/350 mit einer elektrischen Nennleistung von 225 kW im ersten Halbjahr 2019 erstmals für die Praxis ausliefern: Der Bürgerwindpark Ellhöft wird diesen einsetzen, um Windstrom in grünen Wasserstoff umzuwandeln und im Verkehrssektor zu vermarkten. Mit einer Trocknung des erzeugten Wasserstoffs ermöglicht H-TEC seine Nutzung als Treibstoff gemäß ISO 14687. Eine neu entstehende Wasserstofftankstelle westlich von Flensburg, in Westre, wird diesen verwenden. Die Installierung und Inbetriebnahme des Elektrolyseurs ist im Frühjahr 2019 geplant. Der H-TEC Elektrolyseur wird in ein Netz eingebunden, welches die Erzeugung von grünem Wasserstoff direkt vor Ort in Ellhöft ermöglicht und zwar ausschließlich für die neue lokale Wasserstofftankstelle.

Uniper

Unipers „WindGas“ aus Falkenhagen

Mit Gaspeichern im Untergrund kennt sich Uniper bestens aus. Der Energiekonzern hat jahrzehntelange Erfahrung beim Speichern von konventionellem Erdgas. Daher wundert es nicht, dass Uniper Energy Storage zu den allerersten in Europa gehört, die sich an der Erzeugung und Speicherung von synthetischem Gas aus grünem Wasserstoff und CO2 („Methanisierung“) versuchen. In Falkenhagen in Brandenburg baute und betreibt Uniper bis Anfang 2020 im Rahmen des EU-Förderprojektes „Store & Go“ eine Demonstrationsanlage für Power to Gas und die Methanisierung.

Uniper ist in Falkenhagen schon seit Jahren aktiv. 2013 gingen an dem Standort mehrere Elektrolyseure zur Wasserstofferzeugung mit Ökostrom in Betrieb. Zusammen können sie 2.000 Kilowatt Ökostrom aufnehmen (das entspricht der Erzeugungskapazität eines mittelgroßen Windrads), um damit bis zu 360 Kubikmeter Wasserstoff pro Stunde herzustellen und in das Transportsystem des Power to X Allianzpartners ONTRAS einzuspeisen.

Methanisierung läutet nächste Projektphase ein

Parallel zum Demonstrationsbetrieb der Wasserstofferzeugung und -einspeisung wurde 2015 das Projekt STORE&GO gestartet. Im Verbund mit 27 Partnern aus 6 europäischen Ländern testet Uniper nun die Methanisierung. Aus dem erzeugten Wasserstoff werden mit CO2 aus einer Bioethanolanlage 57 Kubikmeter synthetisches Erdgas (SNG) pro Stunde erzeugt.

Falkenhagen ist dabei einer von drei Demonstrationsstandorten in Europa, an denen unterschiedliche Methanisierungsverfahren erprobt und miteinander verglichen werden. Neben den technischen Erkenntnisgewinnen ist auch die Weiterentwicklung des europäischen Rechtsrahmens für Power to Gas ein wesentliches Ziel des Projektes, welches bis 2020 läuft.  

Einspeisung von grünem Methan ist grenzenlos

Der große Vorteil der Methanisierung besteht darin, dass die Einspeisung in Form von Methan unbegrenzt möglich ist. Das wird umso relevanter, je mehr Wasserstoff-Einspeiseanlagen Netzanschluss begehren. Das Pilotprojekt in Falkenhagen hat die technische Machbarkeit von Power to Methan unter Beweis gestellt. Auch andere Projektziele wie die Zertifizierung des Gases als Biogas und die Vermarktung über ein Tüv-geprüftes Endkundenprodukt („Eon WindGas“) wurden erreicht. Die Anlage ist so flexibel, dass sie Regelenergie zur Stabilisierung des Stromnetzes bereitstellen kann.

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