Wasserstoff gilt als Energieträger der Zukunft. Dabei ist Wasserstoff selbst kein Energielieferant sondern nur ein Energiespeicher. Mit Hilfe von regenerativ gewonnener Energie (durch Sonnen- oder Windkraft) wird bei der Elektrolyse Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Wasserstoff und Sauerstoff können in Tanks flüssig oder gasförmig, gelagert und dann später in der Brennstoffzelle wieder in Energie umgewandelt werden. Im Vergleich zu anderen Verfahren entstehen bei diesem Prozess keine Schadstoffe.
Nach eineinhalb Jahren Bauzeit wurde am heutigen Montag, den 4. Juni 2012 im Rahmen der Energiewoche an der BTU Cottbus die Inbetriebnahme der Druckelektrolyseanlage gefeiert. Prof. Hans Joachim Krautz, Lehrstuhl Kraftwerkstechnik und Initiator des Wasserstoff-Forschungszentrums sagt hierzu: „Deutschlandweit sind wir in Brandenburg mit unseren Forschungsarbeiten Vorreiter.“
Für Prof. Zimmerli ist die BTU-Cottbus längst eine Energie-Universität: „Es ist so wie das Bundesforschungsministerium schon 2010 sagte: ‚ Mit ihrem technikübergreifenden Ansatz hat sich die kleine BTU auf dem Forschungsfeld Umwelt/Energie zu einer der stärksten Stimmen im deutschsprachigen Raum entwickelt‘.“
Werner Diwald vom Vorstand der ENERTRAG AG äußerte sich folgendermaßen: „Wir brauchen einen starken Partner in der Nähe, den wir mit der BTU Cottbus gefunden haben. Die bisher schon erbrachte hohe effiziente Zusammenarbeit, wird uns weiter voran bringen. Die Cottbuser sind genau die Richtigen!“
Mit der neuen Wasserstoff-Technologie kann regenerativ erzeugte Energie so gespeichert werden kann, dass sie genau zu dem Zeitpunkt abgerufen werden kann, wenn der Strom benötigt wird. Daher forschen weltweit Wissenschaftler an verschiedensten Möglichkeiten, Erneuerbare Energien speicherbar zu machen und somit in eine stabile ökologische Energieversorgung integrieren zu können. So auch an der BTU in Cottbus: Mit der Inbetriebnahme der alkalischen Druckelektrolyseanlage (maximale Produktionskapazität: 30 Nm3/h Wasserstoff) startet die Erprobungsphase einer wesentlichen Komponente des neuen Kraftwerkstyps „Hybridkraftwerk“, wie es weltweit erstmalig in Prenzlau in der Uckermark im letzten Jahr ans Netz gegangen ist. Hierzu arbeitet der Lehrstuhl Kraftwerkstechnik mit Wirtschaftspartnern, wie der ENERTRAG AG und TOTAL Deutschland GmbH zusammen. Im Cottbuser Wasserstoff-Forschungszentrum versuchen die BTU-Wissenschaftler das Verfahren der alkalischen Druckelektrolyse entscheidend zu optimieren. Des Weiteren werden Fragen zur Speicherung, zum Transport und zur Verstromung von Wasserstoff untersucht. ENERTRAG lieferte das Herzstück, den Elektrolyseur.
Hintergrund
Im Hybridkraftwerk der ENERTRAG AG (Foto) wird die überschüssige Energie bei starkem Wind nicht mehr ins Stromnetz abgegeben, sondern dient dem Betrieb eines konventionellen Elektrolyseurs, welcher bei annäherndem Umgebungsdruck von 1 bar Wasserstoff herstellt. Im Cottbuser Wasserstoff-Forschungszentrum erfolgt nun die Erprobung einer Versuchsanlage, bei der Wasserstoff mittels Druckelektrolyse von bis zu 60 bar und optimaler Anpassung an die Stromeinspeisung aus Windkraftanlagen erzeugt wird (Zum Vergleich: 60 bar, das ist das Dreißigfache des Drucks in einem herkömmlichen Autoreifen). Der Vorgang der Elektrolyse ist nichts anderes als ein elektrochemisches Verfahren, bei welchem eine Substanz, die sich zwischen zwei an einen Stromkreis angeschlossenen Elektroden befindet, aufgespalten wird. Das Forscherteam der BTU Cottbus verwendet simples gereinigtes Wasser und spaltet dieses mittels eines Gleichstromes in die hochreinen Produktgase Wasserstoff und Sauerstoff. In der Industrie ist dies ein seit mehr als 100 Jahren bewährtes Verfahren und Stand der Technik. Technologisch neuartig ist jedoch der Ansatz, einen unter hohem Druck arbeitenden Elektrolyseur durch einen angeschlossenen Windpark speisen zu lassen. Die bisher verwendeten Elektrolyse-Anlagen sind nur bedingt in der Lage, optimale Produktionsbedingungen bei Anlegen einer schwankenden Stromeinspeisung zu erreichen. Hier sind weitergehende Forschungsarbeiten und Verfahrensoptimierungen unerlässlich, um die Effizienz und damit die Wasserstoffausbeute steigern zu können. Haben die Wissenschaftler der BTU Cottbus Erfolg, so kann der getestete und optimierte Prototyp der Elektrolyseanlage mit Hilfe der gewonnenen Ergebnisse aus dem Projekt, sinnvoll in ein Hybridkraftwerk eingebunden werden. Die Vorteile der Druckelektrolyse liegen klar auf der Hand: Durch hohen Druck werden die produzierten Gasmengen schon innerhalb des Produktionsprozesses komprimiert, also verdichtet. Dieser Vorgang spart den energieintensiven Zwischenschritt der Gasverdichtung durch einen Kompressor, um den Wasserstoff in einem Gastank unter Druck speichern zu können. Zudem wird durch das komprimierte Produktgas eine kompaktere Bauweise möglich, welche im Bereich der Anlagentechnik und des Rohrleitungsbaus für deutliche Materialeinsparungen sorgt. Bei großen Industrieanlagen ist dies ein nicht zu vernachlässigender Faktor und kann die Investitionskosten senken, womit die Markteinführung erleichtert wird. Durch die zunehmende Einbindung derartiger Hybridkraftwerke – mit Speichermöglichkeit – können regenerative Energien verstärkt grundlastdeckend eingesetzt werden und damit klimaneutral die Energieversorgung sicherstellen. Die Grundsteinlegung des zweieinhalbgeschossigen Baus mit der rund 250 m2 großen Halle erfolgte am 16. September 2010. Im Herzen der Halle steht auf einer Fläche von etwa 90 m2 der Druckelektrolyseur im Maßstab einer kleinen Industrieanlage. Das Forschungszentrum wird mit rund sechs Mio. € von Bund und Land gefördert.
Quelle: BTU Cottbus
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