Grüner Wasserstoff in Brennstoffzellenqualität aus kommunalem Gasnetz
14. Juni 2025
Grüner Wasserstoff spielt für die CO2-freie Energieversorgung eine immer wichtigere Rolle. Für die Stadt Haßfurt haben das Helmholtz-Institut Erlangen Nürnberg für Erneuerbare Energien (HI ERN) und das Institut für Energietechnik (IfE) in einem gemeinsamen Projekt den bisherigen Einsatz von grünem Wasserstoff im Gasnetz der Kreisstadt weiter ausgebaut. Die Projektpartner haben dabei untersucht, wie die Isolierung von reinem Wasserstoff aus dem Erdgas-Verteilnetz der Stadtwerke Haßfurt (4-5 Vol% Wasserstoff in Erdgas) technisch vorteilhaft sowie möglichst effizient erfolgen kann. So konnte erfolgreich eine zusätzliche nachhaltige Wasserstoffquelle – das kommunale Gasnetz – erschlossen werden und somit Stromschwankungen aus erneuerbaren Energiequellen wie Windkraft und Photovoltaik zukünftig ausgeglichen werden.
Erstmals hochreiner Wasserstoff erfolgreich aus Gasnetz isoliert
Die Anlage am Demonstrationsstandort in Haßfurt wurde im Mai dieses Jahres erfolgreich in Betrieb genommen. Sie arbeitet mit der Hochtemperatur HT-PEM Stack-Technologie des Münchener Unternehmens Siqens. Damit ist es erstmals gelungen, direkt aus dem kommunalen Gasnetz hochreinen Wasserstoff zu separieren, komprimieren und zwischenzuspeichern – Voraussetzung für die anschließende Verstromung in der Brennstoffzelle.
Die Anlage kann dabei im stationären Betrieb Erdgas mit einer Menge von bis zu 600 Litern pro Minute verarbeiten. Sie erreicht damit die geplante Produktionsmenge von 2,4 Kilogramm Wasserstoff pro Tag. Zudem konnte ein breites Betriebsfenster bei verschiedenen Prozessparametern abgefahren werden und so ein stabiler Betrieb demonstriert werden. Über die Verstromung des Wasserstoffes in einer stationären Brennstoffzelle hinaus, kann der hochreine Wasserstoff zukünftig auch chemisch oder industriell sowie an einer Wasserstofftankstelle zur Betankung von Brennstoffzellenfahrzeugen genutzt werden.
Das HI ERN koordinierte das Projekt und begleitete es wissenschaftlich. Ziel der Forschenden war es, die elektrochemische Kompression als Methode zur Isolierung von reinem Wasserstoff (Brennstoffzellenqualität) aus einem Erdgas-Wasserstoff-Gemisch im Verteilnetz der Stadtwerke Haßfurt zu bewerten.
Gefördert wurde das Projekt vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie.
Projekthintergrund
Die Stadtwerke Haßfurt GmbH betreiben neben zahlreichen Erneuerbare-Energien-Anlagen mehrere Großbatteriespeicher und bereits seit 2016 eine Elektrolyseanlage mit 1,25 MW elektrischer Leistungsaufnahme, die mit Strom aus einem Bürgerwindpark betrieben wird und bis zu 225 m3/h Wasserstoff liefert. Der Wasserstoff wird aktuell mit bis zu 5 Volumen% in das öffentliche Gasnetz eingespeist, eine Erhöhung auf 10 Volumen% ist geplant. 2019 wurde die Wasserstoffanlage um ein verbrennungsmotorisches Wasserstoff-Blockheizkraftwerk ergänzt.
Für die Zukunft sind u.a. dezentral installierte Brennstoffzellen geplant. Für diese Anwendungen ist es notwendig, an verschiedenen Orten im Stadtgebiet Wasserstoff verfügbar zu machen. Anstatt hierfür ein dezidiertes Wasserstoffnetz aufzubauen, soll das bereits vorhandene Gasnetz als Transportsystem genutzt und Wasserstoff am Ort der Verwendung mit ausreichender Reinheit aus der Mischung isoliert werden. Das Projekt hat daher unmittelbar eine praktische Anwendungsperspektive: Die zukünftige Nutzung des Erdgasnetzes zur Verteilung und Speicherung von grünem Wasserstoff in einer bestehenden Infrastruktur könnte ein wichtiger Baustein einer zukünftigen nachhaltigen Wasserstoffwirtschaft sein.
Projektpartner
Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg für Erneuerbare Energien (HI ERN)
Institut für Energietechnik (IfE) an der Ostbayerischen Technischen Hochschule Amberg-Weiden
Stadtwerke Haßfurt
Universität Rostock
Weitere Informationen
Pressemitteilung Siqens vom 8. Februar 2025
Kontakt
Timo Schaerfe
Team Lead "Process Design and Intensification"
Raum 4011