FACHTHEMA Direkt beim Stromgenerator Ideal ist es, wenn die Power-to-Gas-Anlage (P2G) am Ort der Stromproduktion installiert ist. In Gösgen nutzt diese einen 10-kV-Abgang direkt am Generator einer der fünf 10-MW-Maschinen des Flusskraftwerks. Die 10 000 V werden auf 400 V transformiert und anschliessend gleichgerichtet. Acht Elektrolyse- Stacks, jeder nimmt rund 600 A davon ab, zerlegen das zugeführte Wasser in seine beiden Elemente Wasserstoff und Sauerstoff. In Gösgen setzt man hierfür auf die Protonen-Austausch-Membran-Technologie (PEM). Dieses Verfahren ist zwar sehr aufwändig, garantiert aber eine hohe Reinheit des Wasserstoffes von 99,9998% bei einem Ausgangsdruck von 30 bar. Zwischenspeicherung in Wechselcontainern In einem nachgeschalteten Kompressor wird das Gas auf einen Druck von 350 bar verdichtet und in Wechselcontainern zwischengespeichert: «In diesen Wechselcontainern wird das Gas an die Tankstellen geliefert», erklärt Thomas Fürst. Sie nehmen rund 350 kg Wasserstoff auf. Das ist ausreichend für ca. zehn LKW- Füllungen. Rund 370 l deionisiertes Wasser werden unter Volllast der Anlage pro Stunde in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Für die Füllung eines Wechselcontainers werden demnach etwa 3 500 l Wasser «verbraucht», denn rund 8 bis 10 Stunden dauert es, bis einer der Container von der 2 Megawatt-Anlage gefüllt ist. Unglaubliche Energiedichte Wassersto� ist der Energieträger mit der höchsten gewichtsbezogenen Energiedichte: Er speichert 120MJ/kg, drei Mal mehr als Benzin, rund 150 Mal mehr als eine Lithium-Ionen-Batterie. Rund 1 200 kWh fasst demnach ein LKW-Tank, was für eine Reichweite von 300 bis 400 km sorgen soll. Auf der Anlage zeigt sich dazu ein eindrückliches Bild: Durch ein Edelstahlröhrchen mit einem Durchmesser von gerade einmal 12mm strömt sozusagen die gesamte Anlagenleistung in Form des Wasserstoffs in die Speicher. Die von der Anlage aufgenommene elektrische Leistung muss hingegen über einen Kabelquerschnitt von in Summe 1 600mm2 Kupfer zugeführt werden. Zukunftsmusik Ziel soll es sein, wo immer möglich in unmittelbarer Nähe der Tankstelle den Wasserstoff zu produzieren. Damit würde man sich den Transport dorthin ersparen, der heute noch mittels LKW erfolgen muss. Weitere Projekte sollen dies berücksichtigen. Ein Vorteil hierbei ist, dass die gesamte Installation in Gösgen skalierbar ist, denn die notwendige Technik ist modular in kompakten Containern aufgebaut: «Diese Überlegungen haben wir von Beginn an in unsere Planungen miteinbezogen, selbst wenn uns in Gösgen die räumlichen Möglichkeiten zur Expansion fehlen sollten», erklärt Thomas Fürst. Der Bau einer Tankstelle in Gösgen ist vorderhand nicht geplant. Die Wasserstoffproduktion wird auch als Flexibilität im Übertragungsnetz betrachtet, denn sie kann in Sekunden auf einen elektrischen Leistungsbezug von wenigen 10 Kilowatt heruntergefahren werden. Damit könnten die Anlagen zukünftig als netzdienliche Sekundärregelleistung eingesetzt werden. Technologie hat Potenzial Wassersto� böte im Grunde auch die Möglichkeit, überschüssigen Strom «zwischenzuspeichern». Noch aber ist die sogenannte ‹Roundtrip E�ciency› relativ gering, also der Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Strom in Wassersto� und zurück in Strom. 40 Prozent sind derzeit erreichbar, 50 Prozent könnten es in Zukunft sein, sind sich Fachleute sicher. «Aber selbst ein geringer Wirkungsgrad ist immer noch besser, als künftig Photovoltaik- oder Windenergie-Anlagen vom Netz zu nehmen, nur weil gerade ein Strom-Überangebot besteht, welches nicht abgenommen wird», meint Thomas Fürst. Dann sei der Strom verloren, der Wirkungsgrad demnach null. «Grüner Wassersto� hilft uns bei der sinnvollen und e�ektiven Sektorkopplung.» Thomas Fürst, Geschäftsführer der Hydrospider AG 01| 2020 14 | 15
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