HYFLEXPOWER

HYdrogen as a FLEXible energy storage for a fully renewable European POWER system

Die Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien ist ein wichtiger Weg, um CO₂-Emissionen zu reduzieren und den Klimawandel zu bekämpfen. Bei erneuerbaren Energiequellen wie Wind und Sonne besteht jedoch ein Ungleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage. Die Energiespeicherung in Form von Wasserstoff könnte hier Abhilfe schaffen: Überschüssiger Strom aus erneuerbaren Energien wird in einen Elektrolyseur eingespeist, der Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff spaltet. Der grüne Wasserstoff wird gespeichert und anschließend in Gasturbinen verfeuert, um bei Bedarf Strom zu erzeugen, wobei die gespeicherte Energie wieder an das Netz abgegeben wird. Im Rahmen des von der EU geförderten HYFLEXPOWER-Projektes wird das erste vollständig integrierte Kraftwerk zur Stromerzeugung aus Wasserstoff im industriellen Maßstab entwickelt und betrieben, das auch eine Gasturbine umfasst, die mit bis zu 100 % Wasserstoff betrieben werden kann. In dem Projekt wird die bereits installierte SGT-400-Gasturbine mit dem Ziel aufgerüstet, 12 MW elektrischer Energie unter Verwendung von Brennstoffmischungen zu erzeugen, die bis zu 100 % Wasserstoff enthalten.

Eine saubere, zuverlässige und sichere Energieversorgung ist eine wichtige Voraussetzung für die weitere Entwicklung der europäischen Wirtschaft. Gleichzeitig erfordern das Pariser Abkommen und sein Ziel, die globale Erwärmung auf deutlich unter 2 °C zu begrenzen, eine schnelle und deutliche Reduzierung der CO₂-Emissionen, auch im Energiesektor. Im Energiesektor kann dies nur durch eine deutliche Erhöhung des Anteils der erneuerbaren Energiequellen (EE) erreicht werden. Da die am häufigsten vorkommenden erneuerbaren Energieträger, Wind und Sonne, von Natur aus unstetig sind, besteht ein Bedarf an Energiespeichertechnologien, die bei geringer Wind- und Solarproduktion als Reservestrom zur Verfügung stehen und ganz allgemein zum Lastausgleich und zur Netzstabilisierung dienen.
Die vielversprechendste Methode für die langfristige Speicherung von Energie ist die chemische Speicherung. Innerhalb der chemischen Speichertechnologien wird Wasserstoff eine führende Rolle zugeschrieben. Dies liegt daran, dass er durch die Elektrolyse von Wasser mithilfe von überschüssiger Energie aus erneuerbaren Quellen erzeugt werden kann. Zudem lässt er sich leicht komprimieren, speichern und schließlich mithilfe von Gasturbinen wieder in Strom umwandeln.
Das Ziel von HYFLEXPOWER ist die erstmalige Demonstration (bei TRL7) einer vollständig integrierten Power-to-H₂-to-Power-Anlage im industriellen Maßstab in einer realen Kraftwerksanwendung. Innerhalb des Projektes wird ein bestehendes Kraftwerk in einer Industrieanlage in Saillat-sur-Vienne (Frankreich) modernisiert und für den Wasserstoffbetrieb aufgerüstet. Dies umfasst die Integration der Energieumwandlung (Power-to-H₂) in der Demonstrationsanlage unter Verwendung überschüssiger Energie aus erneuerbaren Quellen und der erforderlichen Speichermöglichkeiten. Die Siemens-Gasturbine SGT-400 wird für den Betrieb mit verschiedenen Erdgas-/H₂-Brennstoffgemischen aufgerüstet. Ein Hauptziel ist der Betrieb bei Volllast und die Erzeugung von 12 MW elektrischer Energie mit hochwasserstoffhaltigen Brennstoffgemischen von mindestens 80 Volumenprozent H₂ bis zu 100 %. Die Tests werden auch zeigen, dass die EU-Emissionsgrenzwerte für solche Anlagen nicht nur eingehalten, sondern auch unterschritten werden können. Schließlich wird die Entwicklung einer wirtschaftlichen Bewertung für diese Power-to-H₂-to-Power-Pilotanlage durchgeführt, um die wirtschaftlichen Vorteile dieser Anwendung aufzuzeigen.