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Wasserstoff aus Wind - ohne Umwege Windkraftanlage im Verbund mit Elektrolyseur und Batterie im Inselbetrieb

Siemens Gamesa testet im Brande Hydrogen-Projekt die Wasserstoffproduktion mit einer Windkraftanlage. Poul Skjaerbaek erklärt im Interview, was man sich von dem Pilotprojekt verspricht.

Wasserstoff aus Wind - ohne Umwege
Der Versuchsaufbau steht im süddänischen Brande. © Siemens Gamesa

Welche Absicht verfolgen Sie mit dem Projekt Brande Hydrogen und welche Laufzeit ist dafür vorgesehen?

Den größten Erkenntnisgewinn erhoffen wir uns dahingehend , die Auswirkung einer schwankenden Energiezufuhr auf den Elektrolyseur besser zu verstehen. Das Projekt wird uns ein klares Verständnis vom Zusammenwirken des Elektrolyseurs mit einer variablen erneuerbaren Energiequelle und der von Effizienz des Elektrolyseursystems über einen längeren Zeitraumvermitteln. Unsere Anlage ist einzigartig, da wir in der Lage sind, im Inselbetrieb zu arbeiten. Das heißt, dass wir keinen Strom aus dem Netz beziehen. Wir haben Anfang dieses Jahres mit dem Projekt begonnen und im Mai von der dänischen Energiebehörde die Zulassung als Testzone erhalten. Diese ist für 24 Monate gültig, so dass wir das Projekt voraussichtlich mindestens bis Herbst 2023 betreiben werden. Dies deckt die erste Phase der von uns geplanten Tests ab, und vielleicht werden wir das Testgelände auch danach weiter betreiben, aber es ist noch zu früh, um das zu sagen.

Wie lässt sich der Leistungsunterschied zwischen der 3-MW-Windturbine und dem 400-kW-Elektrolyseur erklären?

Wir haben uns für einen schlanken Aufbau mit einem 400-kW-Elektrolyseur entschieden, denn um etwas über die Systemintegration zu lernen und darüber, wie der Elektrolyseur mit einer direkt gekoppelten Turbine zusammenarbeitet, reicht diese Leistung völlig aus. Brande Hydrogen ist nur ein Prüfstand. Wenn wir unser zweites grünes Wasserstoffprojekt betrachten, das wir im Januar 2021 angekündigt haben und bei dem wir eine integrierte Offshore-Wind-zu-Wasserstoff-Lösung auf der Grundlage unserer SG 14-222 DD-Turbine entwickeln wollen, dann werden wir eine Eins-zu-eins-Konfiguration anstreben, bei der die Leistung des Elektrolyseursystems der Leistung der Turbine entspricht.

Wie hoch ist der Wirkungsgrad des Gesamtsystems?

Die Langzeittests haben noch nicht begonnen, daher ist es noch zu früh, um dies zu sagen. Wir gehen aber davon aus, dass er auf Systemebene deutlich über 70 % liegen wird. Das Schöne am Inselbetrieb ist, dass es nur eine einzige Verbindung zwischen den beiden Komponenten gibt, so dass keine Schwungräder oder Synchronisationseinheiten benötigt werden.

Wie genau funktioniert die Batterie im System und welche Rolle spielt sie für die Leistung bei der Wasserstofferzeugung?

Bei schwankenden Windressourcen wird eine Batterie installiert, um die Leistungs- und Lastprofile der Windturbine und des Elektrolyseurs besser aufeinander abzustimmen. Dadurch können wir die Wasserstoffproduktion bei gleicher installierter Leistung erheblich steigern und gleichzeitig einige Erkenntnisse über die Hochlauf- und Herunterfahrzeiten auf der Ebene eines integrierten Systems gewinnen.

Inwieweit berücksichtigt Siemens Gamesa die Wasserstoffproduktion bereits bei der Planung zukünftiger Projekte?

Man kann bereits mit der Produktion von grünem Wasserstoff beginnen, indem man einen Elektrolyseur zu seinem bestehenden Windpark hinzufügt. Einer unserer Kunden macht das in Deutschland mit zwanzig Jahre alten Bonusturbinen, die keine Einspeisevergütung mehr erhalten. Großflächige Anwendungen auf der grünen Wiese werden in den nächsten Jahren sicherlich Realität werden, aber vorher müssen die Zahlen stimmen. Wenn ich mir unsere integrierte Offshore-Wind-zu-Wasserstoff-Turbine anschaue, dann ist das etwas, was es bisher noch nicht gegeben hat. Aber wir würden dies nicht tun, wenn wir nicht an den wirtschaftlichen Erfolg glauben würden. In unserem Weißbuch "Unlocking the Green Hydrogen Revolution" haben wir geschätzt, dass durch Onshore-Wind erzeugter grüner Wasserstoff bis 2030 die Parität mit fossilen Brennstoffen erreichen kann. Bei Offshore-Wind wird dies etwas später der Fall sein. Dies ist die Grundvoraussetzung dafür, dass grüner Wasserstoff zu einer der wichtigsten Energiequellen der Zukunft wird. Während Wasserstoff also überall in den Nachrichten zu finden ist, steckt die grüne Wasserstoffindustrie noch in den Kinderschuhen. Wir müssen die Nachfrageseite stärken, wir müssen eine Lieferkette entwickeln, die Unternehmen für erneuerbare Energien, Hersteller von Elektrolyseuren oder Anbieter von Wasseraufbereitungsanlagen umfasst, und wir müssen die Infrastruktur für die Verteilung und Speicherung aufbauen. Und zum Wohle des Klimas sollten wir das besser schnell tun.

Erklärvideo Siemens Gamesa Brande Hydrogen Pilot Project

Über den Autor

Poul Skjaerbaek, Head of Innovation & Products im Bereich Service bei Siemens Gamesa, verantwortet das Projekt Brande Hydrogen.

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