Mit Windstrom grünen Wasserstoff produzieren

Es ist eine Idee, die viele in der Energiebranche begeistert: Windparks sollen Wasserstoffanlangen antreiben. Mithilfe des regenerativ erzeugten Stroms könnte so in einer Elektrolyse klimaneutraler, grüner Wasserstoff hergestellt werden. Dieser könnte dann im Verkehrs- und Wärmesektor oder in der Industrie fossile Energieträger und Rohstoffe ersetzen und so dazu beitragen, Treibhausgasemissionen zu senken und die ambitionierten Klimaziele Europas und weltweit zu erreichen.

Machbarkeitsstudie zu industrieller Power-to-Gas-Anlage

Angesichts des Potenzials von grünem Wasserstoff wird die Power-to-Gas-Technologie (die Umwandlung von Strom zu Gas) in mehreren europäischen Ländern intensiv diskutiert – so auch in den Niederlanden. Neue Erkenntnisse liefert nun eine Untersuchung zur Produktion von grünem Wasserstoff im industriellen Maßstab in der niederländischen Provinz Groningen.

Die Energieunternehmen RWE und innogy haben eine Machbarkeitsstudie für eine 100 Megawatt Power-to-Gas-Anlage in Eemshaven gestartet. Genauer gesagt: Für den Bau einer Anlage auf dem Gelände des RWE-Kraftwerkes. Denn in der Nähe befindet sich der Windpark Westereems von innogy, der mit 52 Turbinen zu den größten Onshore-Windparks in den Niederlanden gehört. Der Windpark könnte den Strom für die Elektrolyse liefern. Auf diese Weise könnte Windenergie genutzt werden, um erhebliche Mengen an grünem Wasserstoff zu erzeugen.

Grüner Wasserstoff als wichtiger Baustein

„Die CO₂-Reduktionsziele in Verkehr, Wärmeversorgung und Industrie sind nur erreichbar, wenn die Sektorkopplung vorangetrieben wird und damit emissionsfreie Energieträger zum Einsatz kommen. Wir sind davon überzeugt, dass grüner Wasserstoff ein wichtiger Baustein einer sicheren und sauberen Energieversorgung für diese Sektoren sein wird“ erklärte Roger Miesen, CEO der RWE Generation SE, anlässlich des Starts der Machbarkeitsstudie.

Und Hans Bünting, Vorstand Erneuerbare Energien der innogy SE, nannte weitere Argumente, warum sie die Machbarkeit von industriellen Anlagen prüfen wollen: „Wir sind überzeugt, dass es besser ist, jetzt die Umwandlung von Strom in Wasserstoff als eine technische Lösung von Power-to-X zu untersuchen, als weiter abzuwarten. Es ist wichtig, praktische Erfahrungen zu sammeln.“ Der Windpark Westereems würde sich für ein Demonstrationsprojekt dieser Größe perfekt eignen. Zudem bietet der Standort weitere Vorteile: So produziert das Kraftwerk Eemshaven entsalztes Wasser, das für die Elektrolyse verwendet werden kann.

Zwischenergebnis: Grüner Wasserstoff braucht einen Preis

Die Machbarkeitsstudie haben Mitarbeitende von RWE und innogy durchgeführt – in Zusammenarbeit mit dem GetH2-Projektteam im niedersächsischen Lingen, das Power-to-Gas-Anwendungen entwickelt. Nach rund dreimonatiger Dauer liegen seit Ende 2019 erste Ergebnisse vor.

Verschiedene Kapazitätsgrößen des Elektrolyseurs zwischen 20-100 MW werden in der Studie untersucht. Außerdem werden mögliche Konfigurationen der Anlage – zum Beispiel: Energieversorgung ausschließlich durch den Windpark oder auch durch das Netz – durch rechtliche Rahmenbedingungen bestimmt. Eine erste Erkenntnis der Studie lautet aber: Die Wasserstoffanlage sollte im Vergleich zum Windpark eine geringere Leistung besitzen, weil Windenergieanlagen selten unter Maximalleistung laufen. Daher wäre es nicht effizient, eine 100 MW-Anlage mit einem 100 MW-Windpark zu verbinden. Denn eine Wasserstoffanlage sollte deutlich mehr Stunden unter Volllast laufen.

In der Studie wird außerdem die Marktfähigkeit einer solchen Anlage untersucht. Demnach bräuchte eine Produktionsanlage im industriellen Maßstab solange eine Förderung, bis auf dem Markt ein Aufpreis für grünen Wasserstoff gezahlt würde. Momentan ist Wasserstoff, der aus fossilen Energieträgern gewonnen wird, deutlich preiswerter zu produzieren. In der Studie werden verschiedene Ansätze diskutiert, zum Beispiel könnten Verbraucher gesetzlich verpflichtet werden, zu einem gewissen Anteil grünen Wasserstoff einzusetzen – ähnlich wie die Beimischungsquote beim Benzin E10. Eine Quote würde eine Nachfrage und so einen Preis für das klimaneutralen erzeugten Gas. Beispielsweise gibt es ähnliche Überlegungen auch für synthetisches Kerosin, das mithilfe von Power-to-Liquid-Verfahren gewonnen werden kann.

Mit Wind und Biomasse klimaneutral fliegen

RWE und innogy sind  mit potentiellen Abnehmer in Gesprächen, ob es Interesse für grünen Wasserstoff zu einem angemessenen Preis gibt. Auch mit Regierungsvertretern sollen Möglichkeit besprochen werden, wie solch ein Projekt gefördert werden könnte.

Die langfristige Vision: Das Kraftwerk Eemshaven wird schrittweise auf Biomasse umgestellt. Das bei der Verbrennung entstehende CO₂ könnte mittels CCS abgefangen und als Rohstoff für die Produktion von strombasierten, klimaneutralen Treibstoffen genutzt werden. Wind und Biomasse könnten so genutzt werden, dass Flugzeuge und LKW in Zukunft klimaneutral unterwegs sind.