Ein Verbundprojekt von naturenergie hochrhein AG und EnBW Energie Baden-Württemberg AG
Mit der Errichtung einer eigenen Power-to-Gas-Anlage zur CO₂-freien Herstellung „grünen“ Wasserstoffs mittels Elektrolyse hat die naturenergie hochrhein AG, eine Beteiligungsgesellschaft der EnBW Energie Baden-Württemberg AG, ihre Vorreiterrolle in der Energiewende unter Beweis gestellt. Seit Januar 2021 bildet die Anlage das Herzstück des staatlich geförderten Projektes.
Wasserstoff statt Erdgas
Als Energieträger der Zukunft spielt Wasserstoff eine Schlüsselrolle für die Energiewende. In den sogenannten Reallaboren der Energiewende, die das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) 2019 in einem Ideenwettbewerb ausgeschrieben hat, ist Wasserstoff aus der Elektrolyse („grüner Wasserstoff“) daher ein zentrales Element. Eines der Gewinner-Projekte ist H₂-Wyhlen. Im Rahmen dieses Projekts soll auf absehbare Zeit die größte Produktionskapazität für grünen Wasserstoff in Süddeutschland am Standort Grenzach-Wyhlen entstehen.
Kurz erklärt: Reallabore der Energiewende
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 Konzept für eine Power-to-Gas-Anlage entwickeln. Dieser Plan legt die betriebswirtschaftliche Grundlage für den Ausbau der Anlage, die naturenergie hochrhein AG, der Koordinator des Projekts, bereits seit 2019 erfolgreich betreibt.
Projektsteckbrief
Name: Reallabor H₂-Wyhlen
Ziele:
- Erweiterung der Elektrolyseanlage um 5 MW und der ZSW Versuchsanlage auf bis zu 1 MW
- Nutzbarmachung der Abwärme
- Gesellschaftliche Technikforschung durch Dialogik gGmbH
- angewandte Elektrolyseforschung unter Federführung von ZSW
Fördersumme für das Konsortium: ca. 15 Mio. €
Gesamtprojektkosten: ca. 40 Mio. €
Projektlaufzeit: 2021-2026
Die Produktion von Wasserstoff aus Wasserkraft ist ein zentraler Bestandteil unserer Strategie. 2024 haben wir mit dem Bau unserer zweiten Power-to-Gas-Anlage begonnen. Unsere sanierte Anlage produziert bereits wieder Wasserstoff. Mit unseren Testanlagen wollen wir unter anderem wertvolle Erkenntnisse gewinnen, wie Wasserstoff kosteneffizient produziert werden kann, und uns als Pioniere in der Wasserstoffproduktion etablieren.Eine starke Kollaboration für die Energiewende
- Konsortialführer
- Gesamtprojektleitung und Kommunikation
- Betreiber des Wasserkraftwerks und der Wasserstoffanlage Grenzach-Wyhlen
- Ansprechpartnerin: Dr. Reihaneh Zohourian
- Verbundpartner
- Entwicklung von fertigungsoptimierter Elektrolyseure
- Technisches Monitoring des Reallabors
- Ansprechpartner: Dr. Ben Haugk
- Verbundpartner
- Galvanische Elektrodenbeschichtigung
- Ansprechpartner: Michael Kolb
- Verbundpartner
- Sozialwissenschaftliche Begleitung: Partizipation und gesellschaftliche Technikforschung
- Ansprechpartnerin: Sarah-Kristina Wist
- assoziierter Partner
- Industrielle H₂-Nutzung für chemische Vitamin-Produktion
- Ansprechpartner: Ludwig Schmidt-Bruecken
Ausgangslage
Am Standort besteht bereits eine 1-MW alkalische Power-to-Gas-Anlage, die im Rahmen eines ¹Zentrum für Solar und Wasserstofftechnik Baden WürttembergLeuchtturmprojekt Baden Württemberg
²Fraunhofer Gesellschaft Institut für Solare Energiesysteme
Funktion der bestehenden Power-to-Gas-Anlage
1. Wasserkraftwerk Wyhlen: Das Wasserkraftwerk Wyhlen wurde in den Jahren 1908 bis 1912 erbaut. Die Leistung des Kraftwerks liegt seit dem Umbau (1990-1994) durch den Betreiber naturenergie hochrhein AG bei 38,5 Megawatt (MW).
2. Elektrolyseur: Bei der Elektrolyse wird das Wasser (H₂O) mithilfe von Strom in Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂) gespalten. Der Elektrolyseurstack hat eine elektrische Leistung von 1 MW und kann in einer Stunde 18 kg Wasserstoff herstellen. Das Druckniveau liegt bei 30 bar.
3. Reinigungs- und Trocknungsanlage: Hier wird der Wasserstoff gereinigt, damit die entsprechende Qualität für die Industrie erreicht werden kann.
4. Membranverdichter: Der Membranverdichter komprimiert den Wasserstoff und erhöht den Druck auf rund 300 bar. Damit lässt sich das Gas effizienter speichern und transportieren.
5. H₂-Speicherbank: In der H₂-Speicherbank wird der Wasserstoff in Tanks gespeichert. Die Gesamtkapazität beträgt 1.300 kg. Das Druckniveau liegt bei 300 bar.
6. Abfüllstation & Transport: Die Abfüllstation enthält drei Plätze (200 bar). Von dort aus kann der Wasserstoff in LKWs umgefüllt und schließlich abtransportiert werden.
Wasserstoff aus Elektrolyse ist ein Zukunftsthema für die Energiewirtschaft. Mit dem Reallabor ‚H₂-Wyhlen' können wichtige neue Fähigkeiten für zukünftiges Geschäft aufgebaut werden.Anlagenerweiterung
Folgende Erweiterungen sind geplant:
- Neubau einer 5 MW-Power-to-Gas-Anlage
- Erweiterung des bestehenden H₂-Druckspeichers um eine Kapazität von 3,8 t mit 500 bar
- Erweiterung der ZSW Versuchsanlage auf bis zu 1 MW
Auftragsvergabe für die Wasserstoff-Elektrolyseanlage an APEX
Das Unternehmen APEX hat den Zuschlag als Generalunternehmer zur Planung, Auslegung, Herstellung, Lieferung, Montage und Realisierung einer Power-to-Gas-Anlage gemeinsam mit den Subunternehmen Plant Engineering für die Ingenieursleistungen, Plug Power für den Elektrolyseur, Maximator für den Wasserstoff-Verdichter, sowie Wystrach für den Wasserstoff-Speicher erhalten. Als Elektrolysetechnologie wurde eine PEM (Proton-Exchange-Membrane) ausgewählt.
Terminplan
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Genehmigung
Um die Anlage erweitern zu können ist sowohl ein vorhabenbezogener Bebauungsplan, als auch eine Genehmigung nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG ) erforderlich. Hierbei arbeiten wir eng mit der Gemeinde Grenzach-Wyhlen und dem Regierungspräsidium Freiburg zusammen.
Auch eine frühzeitige Beteiligung der Anwohner ist entscheidend. Gemeinsam mit dem Verbundpartner Dialogik wurde deshalb eine Umfrage rund um das Thema Wasserstoff am Standort durchgeführt. Die ersten Ergebnisse dieser Umfrage sind sehr positiv.
Baufortschritt der neuen Power-to-Gas-Anlage 2
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Das Elektrolyseurgebäude und das Gebäude für E-Technik und Leittechnik werden errichtet.
Die drei Wasserstoff-Speicher sind platziert.
Die Container des Elektrolyseursystems werden angeliefert.
Die Container des Elektrolyseursystems werden in das Elektrolyseurgebäude gehoben.
Die Container des Elektrolyseursystems sind in das Elektrolyseurgebäude eingesetzt.
Die Dachelemente des Elektrolyseurgebäudes werden eingesetzt und somit das Dach verschlossen.
Das Dach des Elektrolyseurgebäudes ist verschlossen.
Spatenstich beim Reallabor „H2-Wyhlen“
Die zweite Power-to-Gas-Anlage am Wasserkraftwerk Wyhlen soll im Jahr 2026 in die Produktion gehen.
- EnBW-Pressemeldung vom 11.06.2024: naturenergie & EnBW_Neues Reallabor für grünen Wasserstoff | EnBW
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Spatenstich beim Reallabor H2-Wyhlen für mehr grünen Wasserstoff (Bild 1).
Spatenstich beim Reallabor H2-Wyhlen für mehr grünen Wasserstoff (Bild 2).
Spatenstich beim Reallabor H2-Wyhlen für mehr grünen Wasserstoff (Bild 3).
Spatenstich beim Reallabor H2-Wyhlen für mehr grünen Wasserstoff (Bild 4).
Spatenstich beim Reallabor H2-Wyhlen für mehr grünen Wasserstoff (Bild 5).
Bürgerdialog des Reallabors „H2-Wyhlen“
Am 05.04.2023 hat der erste Bürgerdialog des Reallabors „H2-Wyhlen“ stattgefunden. Gemeinsam mit EnBW und naturenergie hochrhein AG Projektteam, Infracon, APEX, Plant Engineering und mehreren Gutachtern haben wir dabei am Beispiel verschiedener Themeninseln die Fragen der Bürger rund um das Thema Wasserstrategie, Anlagenauswirkungen, Schallschutz, Verkehrsplanung, Anlagensicherheit und Umweltauswirkungen beantwortet und ihre Verbesserungsvorschläge für uns mitgenommen. Darüber hinaus waren die Vertreter der zuständigen Genehmigungsbehörden, Regierungspräsidium Freiburg und Gemeinde Grenzach-Wyhlen dabei, und standen den Bürgern für Fragen bezüglich der Genehmigung zur Verfügung.
Wir freuen uns sehr, dass die Errichtung der Wasserstoffanlage durch die Bürger als positiv empfunden wird. Grenzach-Wyhlen hat damit gute Aussichten, zu einem Innovationsstandort für grünen Wasserstoff in Baden-Württemberg zu werden.
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1 Die Veranstaltung begann mit einem Grußwort des Bürgermeisters von Grenzach-Wyhlen, Hr. Dr. Tobias Benz, und mit einem Vortrag der Projektleitung Fr. Dr. Reihaneh Zohourian.
2 Robin Hertenberger vom EnBW-Gasbereich beantwortete die Fragen der Bürger zum Thema „Rolle des Wasserstoffs in der Energiewirtschaft“.
3 Hr. Trawitzki von der naturenergie hochrhein AG erläuterte das Konzept der Wasserstoffvermarktung
4 Auch standen das Planungsteam der Firmen Infracon, Plant Engineering, APEX und Haas Engineering den Bürgern zur Verfügung, um die Fragen rund um das Anlagendesign zu beantworten.
5 Bürger stellten Fragen zum Verkehrskonzept, welche vom Verkehrsgutachter, Hr. Wahl, beantwortet wurden.
6 Schallgutachter Hr. Dr. Jans konnte Positives berichten im Dialog mit den Bürgen zum Thema Schallemissionen.
7 Hr. Böttinger stellte das Sicherheitskonzept der Anlage den Bürgern vor.
8 Bürger diskutierten mit dem naturenergie hochrhein AG Mitarbeiter Hr. Ficht und dem externen Gutachter Hr. Böttinger zum Thema Anlagensicherheit.
9 Frau Biermann, zuständige Sachbearbeiterin der Gemeinde, beantwortete Fragen bezüglich des Bebauungsplans.
10 Hr. Dr. Swarovsky vom Regierungspräsidium Freiburg erläuterte das Verfahren der BImSch-Genehmigung.
11 Teilnehmer diskutieren bei der Bürgerdialog-Veranstaltung für das Projekt Reallabor „H2-Wyhlen" am 5. April 2023.
12 Gespräch mit Projektleiterin Reihaneh Zohourian bei der Bürgerdialog-Veranstaltung für das Projekt Reallabor „H2-Wyhlen" am 5. April 2023.
14 Gute Laune bei den Beteiligten auf der Bürgerdialog-Veranstaltung für das Projekt Reallabor „H2-Wyhlen" am 5. April 2023.
15 Engagierte Gespräche beim Bürgerdialog für das Projekt Reallabor „H2-Wyhlen" am 5. April 2023.
16 Auch das Thema der Erweiterung der Wasserstoff-Produktionskapazität wurde beim Bürgerdialog am 5. April 2023 besprochen.
17 Anmerkungen der Bürger bezüglich der Verkehrsplanung und Auswirkungen auf Lärmemissionen werden vom Projektteam geprüft.
18 Die Bürger haben ihre Anmerkungen bezüglich Umweltauswirkungen hinterlassen. Diese haben wir zur weiteren Prüfung mitgenommen.
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Gern unterstützen wir Sie bei der Implementierung von Wasserstofftechnologie, so dass Sie von den Vorteilen dieser sauberen Energie profitieren. Eines unserer ersten Projekte in diesem Bereich ist die Produktion von bis 720 Tonnen Grünem Wasserstoff pro Jahr am Standort Grenzach-Wyhlen ab dem Q1 2025. Der hier mittels eines Laufwasserkraftwerks produzierte hochwertige und kosteneffektive Grüne Wasserstoff kann Ihnen helfen, eine nachhaltige und zukunftsfähige Energieversorgung zu gewährleisten.
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