Energiespeicher und Kraftwerk: Neue Anlage erzeugt Wasserstoff und Strom

Energiespeicher und Kraftwerk: Neue Anlage erzeugt Wasserstoff und Strom

von Angela Schmid

Ein grüner Alleskönner macht aus Solar- und Windstrom Wasserstoff, speichert diesen und erzeugt daraus später Strom.

Das deutsche Unternehmen Sunfire ist durchaus ein Branchenvorreiter, wenn es um synthetische Kraftstoffe geht, vor allem bei Wasserstoff. Mit dem ließe sich einiges anstellen: Wasserstoff enthält Energie und verursacht keine Abgase, keine Schadstoffe. Nur: Man braucht eine Menge Wasserstoff im Tank, um etwa auf die Energiedichte von Benzin zu kommen.

Dementsprechend ist die Speicherung schwierig. Entweder muss flüssiger Wasserstoff enorm komprimiert werden oder es braucht einen riesigen Tank. Ein Problem, das Sunfire nun im Auftrag der US Navy angegangen ist. Der Lösungsvorschlag versteckt sich hinter dem sperrigen Namen "reversible Elektrolyse" (kurz RSOC). Damit kann Strom je nach Bedarf gespeichert und erzeugt werden.

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Dazu kann das Gerät innerhalb weniger Minuten von der Elektrolyse auf eine Brennstoffzelle umschalten. Bei der Hochtemperatur-Elektrolyse (SOEC) wird Wasserdampf in Sauerstoff und Wasserstoff gespaltet. Die sogenannte Festoxid-Brennstoffzelle, die mit hohen Temperaturen von bis zu 1000 Grad arbeitet, nutzt den Wasserstoff zur Stromerzeugung. Dazwischen wird der Wasserstoff in hochkomprimierter Form gespeichert.

Im Elektrolyse-Modus liefert die Anlage 42 Kubikmeter Wasserstoff in der Stunde. Die Brennstoffzelle arbeitet mit einer Leistung von 50 Kilowatt und wandelt den Wasserstoff mit einer Effizienz von 60 Prozent um. Verluste, die je nach Stromversorgung verschmerzbar sind - schließlich soll die Anlage mit Wind- oder Solarstrom betrieben werden, der nicht mehr in das Stromnetz gespeist werden kann. Die Technologie ist unter dem Namen "Power-to-gas" bekannt.

Das entlastet die Netze - in beide Richtungen. Denn wenn die Erneuerbaren zu wenig Strom liefern, etwa bei einer Windflaute, kann der aus Wasserstoff erzeugte Strom wieder ins Netz gespeist werden. Der in der Elektrolyse auf Basis erneuerbarer Energien erzeugte grüne Wasserstoff ist hoch rein und kann auch als eigenständiges Produkt für die Industrie oder von Raffinerien genutzt werden.

Ein "wichtiger Meilenstein"Es ist die zurzeit weltweit größte kommerzielle reversible Elektrolyse, die Sunfire zusammen mit Boeing entwickelt hat. "Das ist ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zur Industrialisierung", so Nils Aldag, CFO beim Dresdner Clean-Tech-Unternehmen.

Die Brennstoffzellen-Technologie kann zudem mit unterschiedlichen Gasen wie Biogas oder anderen Kohlenwasserstoffen betrieben werden, was die Nutzung sehr flexibel macht. Außerdem ist das System modular aufgebaut und soll in Zukunft nach Aussage von Geschäftsführer Carl Berninghausen noch leistungsstärker werden. Die Leistung der Elektrolyse, die zurzeit bei 125 Kilowatt liegt, soll in Zukunft auf ein Megawatt klettern.

Sunfire nutzt die Elektrolyse zudem für die Herstellung von synthetischen Kraftstoffen. Einfach ausgedrückt wird dafür mithilfe von regenerativ erzeugtem Strom Kohlendioxid (CO2) und Wasser Sauerstoff entzogen, woraus synthetisches Erdgas (Methan) oder Erdölersatz (Blue Crude) erzeugt werden kann. Der entscheidende Faktor der Umwandlung ist die Effizienz. Durch den Einsatz der Hochtemperatur-Dampfelektrolyse erreicht Sunfire einen Systemwirkungsgrad von etwa 70 Prozent.

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