Strom zu Gas-Anlage der Thüga-Gruppe nimmt Betrieb auf

Einbindung der Anlage in die Energielandschaft gelungen. Fraunhofer Institut entwickelt für die Anlage einen intelligenten Steuerungsalgorithmus.

„Speichertechnologien zu entwickeln, ist eine der wichtigsten Herausforderungen für die Energiewende, wenn die Integration von Wind- und Solarstrom gelingen soll. Die beteiligten Unternehmen leisten mit ihrer innovativen Anlage einen wichtigen Beitrag“, erklärte der hessische Wirtschaftsminister Tarek Al-Wazir anlässlich der Inbetriebnahme der Strom zu Gas-Demonstrationsanlage auf dem Gelände der Frankfurter Mainova AG. Ende vergangenen Jahres hat die Anlage erstmalig Wasserstoff in das Frankfurter Gasverteilnetz eingespeist. Damit ist sie bundesweit die erste, die in Wasserstoff umgewandelten Strom ins Gasverteilnetz einspeichert.

„Gemeinsam mit der regenerativen Stromerzeugung und den intelligenten Netzen bilden Speicher das Rückgrat der Energiewende. Ich freue mich, dass unsere vier beteiligten Unternehmen aus Rheinland-Pfalz hier auch für unser Bundesland wichtige Erfahrungen sammeln können“, betont Eveline Lemke, rheinland-pfälzische Wirtschaftsministerin

Betriebs- und Forschungsphase bis Ende 2016

Mit der erfolgreichen technologischen Abnahme der Anlage Ende März 2014 durch die Projektpartner ist die Planungs- und Bauphase beendet. „Das war eine spannende Zeit für uns. Wir mussten die stabile Funktionsweise einer so noch nicht existierenden Anlage nachweisen. Beispielsweise musste das Zusammenspiel des Elektrolyseurs mit der Gasdruckregelmess- und Mischanlage einwandfrei funktionieren“, so Michael Riechel, Mitglied des Vorstands der Thüga Aktiengesellschaft.

Der Protonen-Austausch-Membran (PEM)-Elektrolyseur der Firma ITM Power ist das Kernstück der Anlage. Er wandelt elektrische Energie in chemisch gebundene um und macht somit den Strom speicherbar. Die Gasdruckregelmess- und Mischanlage sorgt dafür, dass die Zumischung an Wasserstoff im Gasverteilnetz zwei Volumenprozent nicht überschreitet.

In der nun beginnenden dreijährigen Betriebsphase wird die Anlage am Regelenergiemarkt teilnehmen und negative Regelenergie bereitstellen. Das heißt, befindet sich zu viel Strom im Netz, wird die Lastabnahme des Elektrolyseurs auf Anforderung des Übertragungsnetzbetreibers erhöht. Die Anlage nimmt den überschüssigen Strom auf und wandelt ihn in Wasserstoff um.

Damit trägt sie auch zur Stabilität des Stromnetzes bei. Die Projektpartner testen zusammen mit der DVGW-Forschungsstelle und dem European Institute for Energy Research die Dynamik der Anlage. Dazu werden kontinuierlich Parameter wie Regelgeschwindigkeit (wie schnell die Anlage hoch und runter gefahren werden kann), Wirkungsgrad und eventuelle Abnutzungserscheinungen gemessen und analysiert.

Außerdem entwickelt das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme eine Software für eine Echtzeit-Steuerung der Anlage. Diese soll helfen, die Anlage in ein zunehmend intelligentes Energiesystem zu integrieren. „Wir wollen die Anlage so einbinden, dass sie von selbst die Unterschiede zwischen Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien und Stromverbrauch ausgleicht“, erklärt Riechel.

Rahmenbedingungen müssen stimmen

Angesichts der hohen zu speichernden Energievolumina hat die Strom zu Gas-Technologie eine große Bedeutung. Nach einer Analyse der Thüga könnte der Speicherbedarf in 2020 bei 17 Terawattstunden (TWh) und in 2050 bereits bei 50 TWh liegen. Die kommunalen Gasverteilnetze können diese Mengen komplett aufnehmen.

„Unsere Gasverteilnetze könnten somit die Batterie der Zukunft sein“, ist Riechel überzeugt. Damit die Strom zu Gas-Speichertechnologie ihr volles Potenzial entfalten und Marktreife erreichen kann, bedarf es während der Erprobungs- und Markteinführungsphase der Technologie zunächst einer noch zeitlich begrenzten Anschubfinanzierung in Form staatlicher Investitionszuschüsse. Auch die Demonstrationsanlage der Thüga-Gruppe wird vom hessischen Ministerium für Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz gefördert. Wichtig ist darüber hinaus eine generelle gesetzliche Verankerung dieser Technologie.

So sollten zum Beispiel die Betreiber von Strom zu Gas-Anlagen bei Nutzung überschüssigen erneuerbaren Stroms unabhängig von der weiteren Verwendung des Wasserstoffs von Letztverbraucherabgaben befreit werden.

„Energiespeicher und damit auch die Strom zu Gas-Technologie sind ein Schlüssel zum Gelingen der Energiewende. Für ihre Entwicklung brauchen wir in Deutschland langfristig ein zukunftsfähiges Marktmodell – wie es zum Beispiel die Thüga-Gruppe vorgestellt hat – und das einen wirtschaftlichen Betrieb der Energiespeicher sichert“, fordert Riechel.

So funktioniert Strom zu Gas

Quelle

+ strom zu gas | Energiespeicher der Zukunft 2014Thüga-Gruppe 2014