Elektrolyseanlagen von Thyssenkrupp können zukünftig als großtechnische Puffer zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen und Schwankungen schnell und flexibel ausgleichen.

Bild: thyssenkrupp AG

Produktion von grünem Wasserstoff Wasserelektrolyse von Thyssenkrupp für Regelenergiemarkt qualifiziert

13.07.2020

Die von Thyssenkrupp entwickelte Wasserelektrolyse-Technologie zur Produktion von grünem Wasserstoff erfüllt die Anforderungen zur Teilnahme am Markt für Primärregelenergie.

Elektrolyseanlagen von Thyssenkrupp können zukünftig als großtechnische Puffer zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen und Schwankungen schnell und flexibel ausgleichen. Betreiber haben ab sofort die Möglichkeit, ihre Anlagen über das Virtuelle Kraftwerk von E.on mit dem deutschen Strommarkt zu koppeln. „Damit haben wir ein weiteres wichtiges Ziel erreicht. Schon frühere Tests hatten gezeigt, dass unsere Elektrolyseanlagen grünen Wasserstoff mit hohen Wirkungsgraden produzieren und gleichzeitig reaktionsschnell und flexibel genug für die Teilnahme am Primärregelenergiemarkt sind. So leisten unsere Anlagen einen entscheidenden Beitrag für eine stabile Stromversorgung und tragen gleichzeitig zur Wirtschaftlichkeit von grünem Wasserstoff bei“, so Christoph Noeres, Leiter des Bereichs Energy Storage & Hydrogen bei Thyssenkrupp.

Die notwendigen Tests haben Thyssenkrupp und E.on gemeinsam an einer bestehenden Wasserelektrolyse-Anlage durchgeführt, die im Rahmen des Charbon2Chem-Projekts in Duisburg betrieben wird. Dabei wurde demonstriert, dass die Elektrolyseure von Thyssenkrupp ihre Produktion mit der erforderlichen Geschwindigkeit erhöhen und verringern können, um am Markt für hochwertige Primärregelleistung teilzunehmen. Voraussetzung ist unter anderem, dass die gesamte Angebotsleistung innerhalb von maximal 30 Sekunden vollständig erbracht werden kann und für mindestens 15 Minuten durchgehend zur Verfügung steht.

Schlüssel für erfolgreiche Energiewende

Um die schwankende Verfügbarkeit von Strom aus erneuerbaren Quellen mit dem Strombedarf in Einklang zu bringen, braucht es Lösungen zur Speicherung und späteren Nutzung der überschüssigen Energie. Wasserelektrolyse-Anlagen produzieren grünen Wasserstoff, der über Stunden, Tage oder mehrere Monate gespeichert, rückverstromt oder als sauberer, CO2-freier Ausgangsstoff in der Mobilität oder zur Produktion nachhaltiger Chemikalien eingesetzt werden kann.

Eine weitere zentrale Anforderung ist die Stabilisierung des Energienetzes gegen kurzfristige Schwankungen. Als Zwei-in-Eins-Lösung erfüllt die großtechnische Wasserelektrolyse von Thyssenkrupp beide Kriterien: Die Wasserstoffproduktion wird sekundenschnell hochgefahren, wenn überschüssige Energie verbraucht werden muss, und heruntergefahren, wenn die Produktion niedrig ist. Anlagenbetreiber können ihre Bereitschaft, sich flexibel dem allgemeinen Strombedarf anzupassen, vermarkten und so zusätzliche Erlöse erzielen. Im Rahmen des Carbon2Chem-Projekts stellt die alkalische Wasserelektrolyse von Thyssenkrupp bereits erfolgreich Wasserstoff für die Herstellung von Chemikalien aus Stahlwerksemissionen bereit. 2018 wurde erstmals Methanol aus Hüttengasen erzeugt, im Jahr darauf gelang die Produktion von Ammoniak. Im Gegensatz zu herkömmlichen Produktionsweisen wird dabei auf fossile Quellen wie Erdgas verzichtet. Das verringert den CO2-Ausstoß sowohl bei der Stahlerzeugung als auch bei der Chemieproduktion. Die Technologie ist auch für andere Industrien anwendbar, etwa in der Zementherstellung.

Sektorenübergreifend stabiles und nachhaltiges Energiesystem

„Unseren Kunden können wir schon heute wirtschaftlich tragfähige Lösungen zur Energiespeicherung und Produktion nachhaltiger Chemikalien anbieten. Damit leisten wir unseren Beitrag, um sektorenübergreifend ein stabiles und nachhaltiges Energiesystem aufzubauen“, so Sami Pelkonen, CEO der Business Unit Chemical & Process Technologies von Thyssenkrupp. „Ein weiteres gutes Beispiel ist nachhaltiges Ammoniak: Mit der Wasserelektrolyse und unserem Verfahren zur Ammoniak-Herstellung können wir integrierte Anlagen liefern, die aus nichts als Wasser, Luft und Sonnenlicht beziehungsweise Wind Ammoniak produzieren.“

Ausgangspunkt für alle nachhaltigen Wertschöpfungsketten und ein zwischen den Sektoren Strom, Wärme, Mobilität und Industrie gekoppeltes Energiesystem ist die großtechnische Wasserelektrolyse. Das patentierte Design der Elektrolysezellen ermöglicht hohe Systemwirkungsgrade von über 80 Prozent. Die Elektrolyseeinheiten werden als vorgefertigte 20-MW-Module geliefert und lassen sich leicht und vielfach zu Wasserstoff-Anlagen mit Kapazitäten im Multi-Megawatt- bis Gigawatt-Bereich kombinieren.

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