Weltweit forschen Wissenschaftler an verschiedensten Möglichkeiten erneuerbare Energien speicherbar zu machen und somit in eine stabile ökologische Energieversorgung integrieren zu können. So auch an der BTU in Cottbus: Das Wissenschaftlerteam des Lehrstuhls Kraftwerkstechnik um Prof. Dr. Hans Joachim Krautz arbeitet mit Hochdruck am Aufbau eines Wasserstoff-Forschungszentrums: Hier wird Wasserstoff als Speicher für die nicht bedarfsgerecht erzeugte Windenergie eingesetzt.
Der Lehrstuhl Kraftwerkstechnik arbeitet dabei mit Wirtschaftspartnern wie der "ENERTRAG AG" und "TOTAL Deutschland" zusammen. Die ENERTRAG AG baut derzeit in Prenzlau (Uckermark) das weltweit erste Hybridkraftwerk, in dem aus Wasserstoff und erneuerbaren Energien Strom und Treibstoff erzeugt wird. Im Cottbuser Wasserstoff-Forschungszentrum versuchen die BTU-Wissenschaftler um Prof. Dr. Hans Joachim Krautz nun eine wesentliche Komponente in diesem Verfahren entscheidend zu optimieren. "Deutschlandweit sind wir hier in Brandenburg mit unseren umfassenden Forschungszielstellungen Vorreiter" sagte Prof. Hans Joachim Krautz. Im Wasserstoff-Zentrum werden die Fragen zur Erzeugung, Speicherung, zum Transport und zur Verstromung von Wasserstoff untersucht.
Im Hybridkraftwerk der "ENERTRAG" wird die überschüssige Energie bei starkem Wind nicht mehr ins Stromnetz abgegeben, sondern dient dem Betrieb eines konventionellen Elektrolyseurs, welcher bei annäherndem Umgebungsdruck von 1 bar Wasserstoff herstellt. Im Cottbuser Wasserstoff-Forschungszentrum erfolgt nun die Erprobung eines Versuchsstandes, bei dem Wasserstoff mittels Druckelektrolyse von bis zu 60 bar und optimaler Anpassung an Stromeinspeisung aus Windkraftanlagen erzeugt wird (Zum Vergleich: 60 bar, das ist das Dreißigfache des Drucks in einem herkömmlichen Autoreifen).
Der Vorgang der Elektrolyse ist nichts anderes als ein elektrochemisches Verfahren, bei welchem eine Substanz, die sich zwischen zwei an einen Stromkreis angeschlossene Elektroden befindet, auf gespalten wird. Das Forscherteam der BTU Cottbus verwendet simples gereinigtes Wasser und spaltet dieses mittels eines Gleichstromes in die hochreinen Produktgase Wasserstoff und Sauerstoff. In der Industrie ist dies ein seit mehr als 100 Jahren bewährtes Verfahren und Stand der Technik.
Technologisch neuartig ist jedoch der Ansatz, einen unter hohem Druck arbeitenden Elektrolyseur durch einen angeschlossenen Windpark speisen zu lassen. Die bisher verwendeten Elektrolyse-Anlagen sind nur bedingt in der Lage, optimale Produktionsbedingungen bei Anlegen einer schwankenden Stromeinspeisung zu erreichen. Hier sind weitergehende Forschungsarbeiten und Verfahrensoptimierungen unerlässlich, um die Effizienz und damit die Wasserstoffausbeute steigern zu können.
Haben die Wissenschaftler der BTU Cottbus Erfolg, so kann der getestete und optimierte Prototyp der Elektrolyseanlage mit Hilfe der gewonnenen Ergebnisse aus dem Projekt, sinnvoll in ein Hybridkraftwerk eingebunden werden. Die Vorteile der Druckelektrolyse liegen klar auf der Hand: Durch hohen Druck werden die produzierten Gasmengen schon innerhalb des Produktionsprozesses komprimiert, also verdichtet. Dieser Vorgang spart den sehr energieintensiven Zwischenschritt der Gasverdichtung durch einen herkömmlichen Kompressor, um den Wasserstoff in einem Gastank unter Druck speichern zu können. Zudem ermöglichen Verbesserungen des Vorgangs der Gasproduktion eine kompaktere Anlagenbauweise und damit werden hohe Materialkosten eingespart. Bei großen Industrieanlagen ist dies ein nicht zu vernachlässigender Faktor und kann die Investitionskosten senken, womit die Markteinführung erleichtert wird.
Quelle: Brandenburgische Technische Universität Cottbus
