Ein Verbundprojekt von Energiedienst 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 Energiedienst 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 „Reallabor H₂-Wyhlen“.
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 Energiedienst, 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 für das Wohnquartier Kapellenbach Ost
- 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
Das Reallabor ist eine Riesenchance, weitere Einsatzmöglichkeiten unseres grünen Wasserstoffs zu erproben und dabei diverse Aspekte klug zu verknüpfen, um den CO₂-Ausstoß zu senken.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
- Sozialwissenschaftliche Begleitung: Partizipation und gesellschaftliche Technikforschung
- Ansprechpartnerin: Sarah-Kritstina Wist
- Verbundpartner
- H₂-Distribution per LKW
- Regionaler Vertrieb von Wasserstoff
- Ansprechpartner: Dr. Christoph Erdmann
- 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 Energiedienst 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 Durckniveau 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 3,3 t mit 500 bar
- Erweiterung der ZSW Versuchsanlage auf bis zu 1 MW
Unterstützt durch INFRACON
Die Planung und der Bau der Anlage wird von dem ONTRAS-Tochterunternehmen INFRACON Infrastruktur Service GmbH & Co. KG mit Ingenieursleistungen unterstützt.
Auftragsvergabe für die Wasserstoff-Elektrolyseanlage an APEX
Das Unternehmen APEX hat den Zuschlag zur Planung, Auslegung, Herstellung, Lieferung, Montage und Realisierung einer Power-to-Gas-Anlage gemeinsam mit Plant Engineering, Plug Power und Maximator als Subunternehmen erhalten. Als Elektrolysetechnologie wurde eine PEM (Proton-Exchange-Membrane) ausgewählt. Der Elektrolyseur soll von Plug Power geliefert werden.
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.