DSW – Planung und Machbarkeit für eine direkte solare Wasserstofferzeugung für die Mobilität

Grüner Wasserstoff wird derzeit überwiegend aus Wind- oder Überschussstrom in Demo-Anlagen erzeugt, die jedoch nicht wirtschaftlich arbeiten und meist nach Ende des Förderzeitraumes ihren Betrieb wieder einstellen.

In diesem Projekt werden daher die Schaffung von technischen Grundlagen und die technische/ökonomische Machbarkeit einer direkten Koppelung von PV über DC-DC-Steller mit PEM-Elektrolyse untersucht, um Wasserstoff in einer netzfernen PV-Elektrolyse-Inselanlage wirtschaftlich erzeugen zu können.

Mit dem vorliegenden Projekt sollen vorhandene technische Komponenten neu zusammengefügt werden, sodass sich eine technisch und wirtschaftlich effiziente Erzeugung grünen Wasserstoffs ergibt.

Projektnachgelagertes Ziel ist damit die Errichtung einer direkt solar gekoppelten Wasserstoffanlage, die über eine direkte DC-DC-Koppelung zwischen Elektrolyse und PV eine effiziente und wirtschaftliche Erzeugung von Wasserstoff aus Grünstrom erreicht.

Um dieses Ziel erreichen zu können, sind jedoch noch einige technische und wirtschaftliche Fragestellungen in diesem Projekt zu klären.

Die wesentlichen Schritte und zu adressierenden Fragestellungen sind:

• Test und Optimierung der elektrotechnischen Koppelung in Form eines DC-DC-Stellers
• Bewertung des Einflusses des direkt gekoppelten Betriebs auf die Lebensdauer des Elektrolyseurs
• Optimierung der elektrischen Anlagentopologie (welche Komponenten werden mit DC, welche mit AC betrieben, wie sieht die Verbindung mit dem öffentlichen Stromnetz aus?)
• Optimierung der Photovoltaik-Anlage (anstelle eines maximalen Energieertrages erfolgt die  Optimierung auf einen maximalen Wasserstoffertrag bzw. Optimierung im Hinblick auf Wasserstoffverbrauchsprofile)
• Validierung eines wirtschaftlichen Geschäftsmodells
• Konzeption und Optimierung einer konkreten Anlage

Ergebnis ist die Grobplanung der Anlage, d.h. das Feststehen eines validierten Geschäftsmodells, eines als machbar eingestuften und in Teilen getesteten technischen Verfahrens inklusive Festlegung und Spezifizierung der Hauptkomponenten einer Anlage zur Wasserstofferzeugung im MW-Maßstab, das eine betriebseigene PV-Anlage über eine direkte DC-DC-Kopplung mit einem Elektrolyseur kombiniert. Dieses Ergebnis bildet die Basis für eine konkrete H₂-Erzeugungsanlage, die im Anschluss an das Förderprojekt realisiert werden soll.

Das Projekt trägt wesentlich dazu bei, den anfänglich schwierigen Übergang von fossilen auf kohlenstofffreie Energieträger insbesondere im Mobilitätsbereich zu meistern.