Nutzung von Wasserstoff als langzeitfähige Option für die Stromspeicherung

Im Rahmen eines Demonstrationsvorhabens der Städtischen Betriebe soll die bestehende Power-to-Gas Anlage um ein hochinnovatives Wasserstoff-Blockheizkraftwerk (H₂-BHKW) zur Rückverstromung des regenerativ gewonnenen Wasserstoffs erweitert werden, das über eine eigene Leitung aus der PtG-Anlage versorgt wird. Gegenüber dem bisher umgesetzten Stand der Technik erlaubt dies eine echte Rückverstromung des regenerativ gewonnenen Wasserstoffs ohne fossile Brennstoffanteile, wie es bei der bisher praktizierten Beimischung von Wasserstoff ins Erdgasnetz mit Rückverstromung über konventionelle BHKW der Fall ist.

Da sowohl die PtG-Anlage als auch das H₂-BHKW eine hohe Dynamik aufweisen, können mit dem Gesamtsystem Elektrolyseur – Speicher – H₂-BHKW Stromüberschüsse und Unterdeckungen aus der erneuerbaren Stromerzeugung im lokalen Bilanzkreis oder übergeordnet im Verteilnetz (Regelenergie) ausgeglichen werden.

Die Abwärme des BHKW kann im Gebietsumgriff der Power-to-Gas Anlage genutzt werden, z. B. über eine Wärmeanbindung des angrenzenden Gebäudebestands oder der Industriebetriebe. Dies ermöglicht eine optimale Wärmeintegration des Blockheizkraftwerks mit maximaler Gesamteffizienz.

Der Anwendungsfall in Haßfurt demonstriert in idealer Weise, wie auf Basis verfügbarer Technologien eine bidirektionale Sektorkopplung Strom-Gas dargestellt werden kann, die aufgrund ihrer hohen Dynamik eine maximale Flexibilität in der Anwendung aufweist und künftig eine tragende Rolle bei der Integration erneuerbarer Energien im lokalen Versorgungsnetz übernehmen kann.

Das Demonstrationsvorhaben wird von den Städtischen Betrieben GmbH im Verbund mit einem Forschungs- und Entwicklungsprojekt des Stadtwerks Haßfurt GmbH beantragt. Die Investition in das H₂-BHKW erfolgt durch die Städtischen Betriebe, die u. a. auch für die Investitionen in die Nahwärmeversorgung in Haßfurt zuständig sind. Das Stadtwerk Haßfurt ist als Tochterunternehmen der Städtischen Betriebe für den Betrieb des elektrischen Verteilnetzes und des Gasnetzes in Haßfurt zuständig und damit der künftige Anwender der Power-to-Gas und H₂-BHKW-Technologie. Im Rahmen des FuE-Projekts des Stadtwerks Haßfurt sollen die Systemzustände und das Betriebsverhalten des H₂-BHKW in Verbindung mit der PtG-Anlage im Praxisbetrieb untersucht und Betriebsstrategien sowie technisch und wirtschaftlich optimierte Fahrweisen für das System entwickelt werden.

Für die wissenschaftliche Begleitung des Verbundvorhabens soll das Institut für Energietechnik IfE GmbH an der Ostbayerischen Technischen Hochschule Amberg-Weiden eingebunden werden. Parallel zum Demonstrationsvorhaben plant das IfE die Beantragung eines eigenständigen industriellen Forschungsvorhabens, im Rahmen dessen – ausgehend von der Demonstrationsanlage – Technologien für die weitere Optimierung der Wasserstoff-BHKW-Technologie untersucht werden sollen.