H2-Kraftwerk – Nutzung von Wasserstoff zur dezentralen Energieversorgung von Fabriken

Wie kann Wasserstoff zur dezentralen Energieversorgung von Fabriken eingesetzt werden?

Um diese Frage beantworten zu können, wurde am Fraunhofer IWU eine Wasserstoffversuchsanlage, das »H₂-Kraftwerk« aufgebaut. Das H₂-Kraftwerk ermöglicht die Erzeugung von Wasserstoff sowie die Speicherung und Rückwandlung in elektrische Energie. Unser H₂-Kraftwerk besteht aus einer Brennstoffzelle, einem modularen Elektrolysesystem, einem Hochdruck-Wasserstoffspeicher, einem Batteriespeicher und verschiedenen Stromrichtern. Kompakt gebaut, ungefähr in der Größe eines Doppelcarports, ist das System ideal für Außenaufstellungen geeignet.Bei Komprimierung des Wasserstoffs auf 300 bar lassen sich bis zu 2,5 MWh grüne Energie in Niederbedarfszeiten einspeichern und zu  Hochbedarfszeiten ausspeichern.

Die elektrische Anbindung des H₂-Krafwerks ist hybrid gestaltet. Dies ermöglicht es, je nach Bedarf entweder den AC- oder den DC-Anschluss zu nutzen, um die elektrische Energie aus der Brennstoffzelle und dem Batteriespeicher zu nutzen oder um den Strombezug des H₂-Kraftwerks zu gestalten.

Das System kann auch direkt mit den Photovoltaik-Anlagen des Instituts verbunden werden. Dies ermöglicht, grünen Wasserstoff zu produzieren, der zum Beispiel am Wochenende, wenn üblicherweise ein Energieüberschuss besteht, gespeichert und später, bei höherem Energiebedarf, wieder abgegeben werden kann. 

Dank des H₂-Kraftwerks können verschiedene Szenarien und Konzepte zur Nutzung und Speicherung von Wasserstoff untersucht werden. Wichtige Fragen sind beispielsweise:

• Wie müssen wasserstoffbasierte Energiesysteme für die Nutzung in Fabriken ausgelegt und geplant werden?
  
• Welche Strategien zur Betriebsführung sind unter technischen und ökonomischen Randbedingungen geeignet?
• Mit welcher Dynamik und unter welchen Umwelteinflüssen lässt sich die Anlage betreiben?
• Welche Systemeffizienz besitzt die Gesamtanlage in unterschiedlichen Betriebspunkten?
• Welchen CO₂-Abdruck besitzen die einzelnen Komponenten sowie die Gesamtanlage während des Betriebs?

Das H₂-Kraftwerk ist als modulares Gesamtsystem ausgelegt. Als Testbed mit umfangreicher Messtechnik bietet es für Ihre Wasserstoffsystemkomponenten eine Plattform zur Validierung unter realen Anwendungsbedingungen.

Laufzeit
12/2020 bis 02/2022 (verlängert bis 12/2022)

Finanzierung
EFRE/SAB