Power-to-Gas Anlage
Die Power-to-Gas-Anlage der Windgas Haßfurt GmbH – ein Gemeinschaftsunternehmen des Stadtwerks Haßfurt und der Hamburger Ökoenergiegenossenschaft Greenpeace Energy – hat ihren Betrieb im Oktober 2016 aufgenommen. Am Projekt wirkten u.a. die Firmen Siemens AG und Next Kraftwerke GmbH sowie die Fachhochschule Schweinfurt mit. Herzstück der Anlage ist ein containergroßer PEM-Elektrolyseur des Typs Sylizer 200 von Siemens mit 1,25 Megawatt (MW) Spitzenleistung. Die hochmoderne Anlage am Mainhafen wandelt überschüssigen Strom aus dem nahen Bürgerwindpark Sailershäuser Wald sowie aus weiteren Windenergie- und Solaranlagen in erneuerbaren Wasserstoff um, auch Windgas oder Power-to-Gas genannt. Pro Jahr wird der containergroße Elektrolyseur eine Million Kilowattstunden des Öko-Gases für die knapp 20.000 proWindgas-Kunden von Greenpeace Energy ins Gasnetz einspeisen, wo er prinzipiell auch über lange Zeiträume gespeichert und später wieder verstromt werden kann.
Damit sind Windgas-Anlagen wie in Haßfurt ein wichtiger Baustein für eine erfolgreiche Energiewende: Sie machen erneuerbare Energien in enormen Mengen langfristig speicherbar und gewährleisten so auch bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien Versorgungssicherheit. Je mehr Strom im Zuge der Energiewende künftig aus Windkraft und Solaranlagen stammt, desto größer werden auch die Stromüberschüsse sein. Und desto wichtiger wird es, diese per Elektrolyse als erneuerbares Gas zu speichern. Damit können auch längere Phasen überbrückt werden, wenn die Sonne nicht scheint und Flaute herrscht. Die notwendige Kapazität dafür bietet in Deutschland nur die Windgas-Technologie, denn sie kann das normale Gasnetz und unterirdische Lager als Speicher nutzen. Elektrolyseure wandeln überschüssigen Wind- und Solarstrom mit einem Wirkungsgrad um die 70 Prozent in Wasserstoff und sorgen so dafür, dass jede Kilowattstunde an grünem Strom tatsächlich genutzt werden kann und die Erneuerbaren-Anlagen nicht abgeregelt werden müssen, wenn das Stromangebot die Nachfrage übersteigt oder das Netz den Strom nicht aufnehmen kann dann (wobei die Betreiber abgeregelter sauberer Kraftwerke über das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) entschädigt werden).
PEM-Elektrolyseure (PEM = polymer electrolyte membrane) sind äußerst reaktionsschnell und bieten so zusätzlichen Nutzen für die Energiewende: Sie können das Stromnetz stabilisieren, bei dem Erzeugung und Verbrauch immer im Gleichgewicht sein müssen. Dafür verändert der Elektrolyseur binnen Millisekunden automatisch seine Leistung, um die Frequenz im Netz zu stabilisieren und so beispielsweise Blackouts durch Netzüberlastung zu verhindern. In Haßfurt bietet der Elektrolyseur diese Leistung über den Partner Next Kraftwerke als Teil eines „virtuellen Kraftwerks“ an, bei dem mehrere Anlagen zusammengeschaltet werden. Durch dieses „Regelleistungsangebot“ können Elektrolyseure über die Wasserstoffproduktion hinaus Einnahmen erwirtschaften. Auch dies wird jetzt am Main erprobt.
Bei der Elektrolyse wird Wasser in Sauerstoff – der in die Umgebungsluft abgelassen wird – und Wasserstoff mit einem hohen Reinheitsgrad aufgespaltet. Im PEM-Elektrolyseur in Haßfurt läuft der Vorgang bei einer Temperatur zwischen ca. 60 und 80°C und bei einem Druck von 35 bar ab. Das Gas wird anschließend getrocknet, um dem Gas möglichst viel Feuchtigkeit zu entziehen. Das eingesetzte Wasser wird in Haßfurt in einer Wasseraufbereitungsanlage entmineralisiert, bevor es in die Elektrolyse-Stacks geleitet wird, in denen der eigentliche Prozess abläuft.
