Windenergie wird zu einer primären Energiequelle der Zukunft. Doch der Wind weht nicht gleichmäßig. Manchmal gibt es daher mehr Strom als benötigt wird und Windkraftanlagen müssen abgeschaltet werden. Manchmal ist es umgekehrt. Die Umwandlung von Strom in Wasserstoff ist ein optimaler Weg, um überschüssige Windenergie zu speichern und nutzbar zu machen.

Herausforderung: Energie nutzen statt Windkraftwerke abschalten

Es gibt Zeiten, da müssen Windkraftanlagen abgeschaltet werden, weil der produzierte Strom die aktuelle Nachfrage übersteigt. Andererseits gibt es Phasen, in denen es genau umgekehrt ist. Eine zu geringe Stromproduktion ist dabei nicht wirklich ein Problem, denn irgendwo im europäischen Grid weht immer genügend Wind. Aber es macht Sinn, eine aktuelle Überproduktion zu nutzen, anstatt Windkraftwerke abzuschalten.

Eine Weg zu diesem Ziel nennt sich Sektorenkopplung, also die Umwandlung elektrischer Energie in andere Energieträger und umgekehrt.

Lösung: Ungenutzter Strom wird zu Wasserstoff

Die Wind to Gas Energy GmbH & Co. KG wurde von 15 Windpark-Betreibern in Schleswig-Holstein gegründet. Ziel des Unternehmens ist es, künftig eine Abregelung von Windkraftanlagen zu vermeiden, indem überschüssige Windenergie in Wasserstoff verwandelt wird.

Wasserstoff lässt sich vielseitig nutzen – als chemischer Rohstoff in der Industrie, in Verbindung mit Erdgas zur  Gebäudeheizung und zum Antrieb von Brennstoffzellen-Fahrzeugen. Ein ganz entscheidender Vorteil dabei ist, dass dafür keine neue Infrastruktur aufgebaut werden muss, sondern das bereits vorhandene Erdgas-Netz genutzt werden kann. Aus Windenergie erzeugter Wasserstoff lässt sich nämlich dem Erdgas beimischen und trägt damit ein Stück weit zur Unabhängigkeit von externen Energielieferanten bei.

Mit einer Elektrolyse-Versuchsanlage in Brunsbüttel will Wind to Gas Energy demonstrieren, dass eine solche Sektorkopplung funktioniert und wirtschaftlich machbar ist. Die Anlage ist ein Projekt im Rahmen der Initiative Norddeutsche Energiewende 4.0 (NEW 4.0), das bis Ende 2020 abgeschlossen sein wird. Das Projekt wird im Rahmen des Programms »Schaufenster Intelligente Energie – Digitale Agenda für die Energiewende« (SINTEG) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Innovation (BMWI) gefördert. Zu den Projektpartnern aus dem Bereich der Wissenschaft zählen unter anderem die Schleswig-Holstein Netz AG und das Fraunhofer Institut für Siliziumtechnologie (ISIT) in Itzehoe.

Die kompakte Elektrolyse-Anlage ist in zwei Containern untergebracht und hat eine Leistung von 2,4 MW. Sie dient dazu, mithilfe von Windstrom destilliertes Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten. Der Strom dafür kommt von fünf Windkraftwerken in der Region mit einer Gesamtleistung von 15 MW. In Spitzenzeiten lassen sich bis zu 450 cbm (oder 40 kg) Wasserstoff pro Stunde produzieren. Damit ließe sich zum Beispiel problemlos der Bedarf von rund 1740 Autos decken.

Der Wasserstoff aus der Versuchsanlage wird primär ins öffentliche Netz eingespeist, wofür extra eine neue Verdichtungs- und Einspeisestation geschaffen wurde. Außerdem entsteht am Standort eine Wasserstoff-Tankstelle für PKW.

Potenzial: Energie in Form von Strom oder Wasserstoff, Elektronen oder Molekülen

Die Vision von wind2gas ist das enge Zusammenspiel von Windenergie und Wasserstoffgas. Beides sind CO2-freie Energieträger, die sich gut transportieren lassen. Ein mögliches Zukunftsszenario ist die Wandung von überschüssiger Windenergie in Gas und die Rückwandlung dieser im Gas gebundenen Energie bei erhöhter Strom-Nachfrage. Damit lässt sich eine regional fokussierte Energieversorgung realisieren, die flexibel auf Angebot und Nachfrage reagieren kann.

Wind to Gas Energy sieht vor allem die aktuelle Gesetzeslage als Hemmschuh für eine wirtschaftliche Sektorenkopplung. So muss das Unternehmen zum Beispiel eine EG-Umlage auf den im eigenen Windpark erzeugten Strom entrichten, was keine attraktive Preisstrukturen erlaubt. Nach Abschluss des Projektes wird der Nachweis erbracht sein, dass die Sektorenkopplung eine sinnvolle Möglichkeit zur Energiespeicherung ist. Der Durchbruch der Technologie hängt dann von der Politik ab.

Stand: September 2019

Wind2Gas
in Numbers

2,4
Megawatt Leistung
450
Kubikmeter Wasserstoff pro Stunde
1740
PKW können mit Energie versorgt werden

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