Leuchtturmprojekt Power-to-Gas

Der Mobilitätssektor steht im Zuge der Energiewende vor einem Wandel: Zur Erreichung der klimapolitischen Ziele und Verringerung der Abhängigkeit von fossilen Ressourcen werden zukünftig erneuerbare, aus heimischen Energiequellen erzeugte Kraftstoffe stark an Bedeutung gewinnen. Für eine CO2-neutrale Mobilität wird vor diesem Hintergrund an Wasserstoff (H2 für Brennstoffzellen-Fahrzeuge, für die Gasnetzeinspeisung und ggf. für eine nachgeschaltete Kraftstoffsynthese) als alternativem Energieträger kein Weg vorbei führen.

Im Rahmen dieses Leuchtturmprojekts wird zur Erreichung der Projektziele eine Power-to-Gas-Anlage in der Leistungsklasse 1 MW_el errichtet und kommerziell betrieben. Parallel findet über einen Zeitraum von bis zu 18 Monaten der Betrieb zu Forschungszwecken statt. Anschließend wird die Anlage durch die Firma Energiedienst in den Regelbetrieb übernommen.

Ziel der F&E-Aktivitäten, die gemeinsam von den Forschungs- und assoziierten Industriepartnern aus Baden-Württemberg durchgeführt werden, ist es, auf Basis der Betriebserfahrungen die Power-to-Gas-Technologie, insbesondere die Kernkomponente Alkalische Elektrolyse (AEL) kosten- und effizienzseitig weiterzuentwickeln. Auch die damit verbundenen Komponenten und Subsysteme (Verdichter, Gleichrichter, Druckbehälter, Analytik, Sicherheitstechnik, etc.) sollen gemeinsam mit entsprechenden Unternehmen hinsichtlich Kosten- und Effizienzpotentialen analysiert werden, mit dem Ziel erfolgversprechende Ideen nachfolgend in Power-to-Gas-Produkte umzusetzen. Dazu soll an der Power-to-Gas-Anlage infrastrukturell die Möglichkeit vorgesehen werden, die Weiterentwicklungen in einem industriellen Umfeld zu erproben und damit die technologischen Verbesserungen nachweisen zu können. Ziel ist es insbesondere auch, durch Wirtschaftlichkeits- und Pfadanalysen die Grundlage für die Entwicklung zukünftiger Power-to-Gas-Geschäftsfelder und den Technologie-Export zu schaffen.

Ein Hauptaugenmerk des Projektes liegt daher insbesondere auf der engen Einbindung von Industriepartnern in die Forschung und Entwicklung mit dem Ziel, den Unternehmen aus Automobilindustrie, Energieversorgung, Maschinenbau und Anlagenbau frühzeitig Erkenntnisse über die Ausgestaltung etwaiger zukünftiger innovativer Produkte im Umfeld Power-to-Gas zu geben.

Das Hauptaugenmerk des Fraunhofer ISE liegt in diesem Projekt auf folgenden Aktivitäten:

• Simulative Betrachtung der Möglichkeiten zur Auskopplung von Abwärme aus dem Elektrolysesystem zu Versorgung von Wohn- und Industriegebäuden mit Heizenergie
• Life-Cycle-Assessment (Lebenszyklusanalyse) zur Bewertung der ökologischen Aspekte der PtG-Technologie
• Entwicklung und Bau eines neuartigen und innovativen Systems zur elektrochemischen Verdichtung von Wasserstoff („Electrochemical Hydrogen Compression“ – EHC) in Labormaßstab
• Konzeptionierung eines EHC-Systems für den Einsatz an einer PtG-Anlage der Leistungsklasse 1 MW_el
• Betrachtung der Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems PtG-Anlage