Elektrolyse-Systemkomponenten für hochdynamischen/intermittierenden Betrieb

Projektblog

► Beitrag vom Juni 2019 Sondernewsletter Wasserstoff + Brennstoffzelle zur f-cell 2019 (externer Link)

Projektziele

Die Wasserelektrolyse ist eine Schlüsseltechnologie zur Herstellung von Wasserstoff als Energieträger zur Speicherung überschüssiger Energie aus regenerativen Energiequellen. Die Herausforderung der Koppelung der PEMWE (Polymer Elektrolytmembran-Elektrolyse) mit regenerativen Energien, auf die sich das Projekt konzentriert, ist das dynamische Lastprofil und die damit verbundenen Änderungen der Betriebsbedingungen. Im Projekt ElyKon wird eine Kontrollstrategie entwickelt. Diese erlaubt eine kontinuierliche Zustandsüberwachung der PEMWE und ist in der Lage, ungünstige Betriebszustände zu identifizieren und ihnen entgegenzuwirken. Damit können die Betriebsparameter der PEMWE kontinuierlich optimiert werden.

Angestrebte Resultate:

• Höhere Zuverlässigkeit (mehr Betriebsstunden pro Jahr im dynamischen Betrieb)
• Höhere Lebensdauer
• Höhere Energieeffizienz

Anwendung

In der HYPOS-Kernregion werden 51% des Stroms aus erneuerbaren Energiequellen aus Windkraft gewonnen, die insbesondere im Süden weiteres Ausbaupotential hat. In der gesamten HYPOS-Modellregion soll die Stromerzeugung aus Windkraft von ca. 30 TWh/a in 2020 auf 120 TWh/a in 2050 gesteigert werden. Dies deckt 65% des gesamten Energiebedarfs. Der Anstieg des Überschussstroms wird dabei im konservativen Szenario von 10 auf ca. 40 TWh/a ansteigen.

Darüber hinaus beträgt der H₂-Bedarf der Industrie in der HYPOS-Modellregion 4.8 Tm3/a und wird zur Zeit nur zum geringen Teil von Grünem Wasserstoff gedeckt. Um sich auf die Produktion von Grünem Wasserstoff aus Windkraft einzustellen, ist es zwingend notwendig eine Elektrolysesteuerung zu entwickeln. Diese muss für den durch Windkraft aufgezwungenen intermittierenden Betrieb ausgelegt sein, was insbesondere für Insellösungen unabdingbar ist.

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