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Enerige & Management > KWK - Heute Erdgas, morgen Wasserstoff
Bild: Fotolia, XtravaganT
KWK:
Heute Erdgas, morgen Wasserstoff
Turbinen und KWK-Anlagen müssen künftig möglichst kostengünstig von Gas auf Wasserstoff umgestellt werden können. Dabei haben Hersteller nicht nur die Gasturbinen im Blick.  
 
Viele Gasturbinenhersteller arbeiten mit Hochdruck daran, ihr Portfolio so weiterzuentwickeln, dass ihre Anlagen kontinuierlich in den nächsten Jahren mit 100 % Wasserstoff arbeiten können. "Wir rechnen zwar nicht damit, dass in den nächsten Jahren Wasserstoff bereits flächendeckend eingesetzt wird, da er noch zu teuer ist", sagte zum Beispiel Erik Zindel von Siemens Gas and Power. Er war Referent bei einem digitalen Workshop der Energieagentur NRW zum Thema "Gasturbinen und KWK-Anlagen im Kontext einer Wasserstoffwert" am 12. Februar. "Aber Anlagen, die heute ausgeliefert werden, müssen so konzipiert sein, dass sie in einigen Jahren problemlos und günstig von Gas auf Wasserstoff umgerüstet werden können."

Bei dem Workshop gaben verschiedene Hersteller einen Einblick, wie weit sie bei den technischen Entwicklungen sind – von Turbinen im größeren Leistungsbereich bis hin zu kleineren Turbinen. Dabei arbeiten Unternehmen nicht nur an neuen Turbinen, sondern auch an Produkten für die gesamte künftige Wasserstoffwertschöpfungskette. Dabei zeigte sich, dass Turbinen bestimmter Hersteller der kleineren Leistungsklassen schon heute bis zu 100 % Wasserstoff verbrennen können, die größeren Leistungsklassen werden wohl in den nächsten Jahren nachziehen.

Zwei Hersteller in den größeren Leistungsbereichen sind etwa Siemens Gas and Power sowie Mitsubishi Power Europe, die mit Referenten bei der digitalen Veranstaltung zu Gast waren. Siemens bietet mittlerweile Gasturbinen an, die mit einem Wasserstoffanteil von bis zu 60 % laufen. "Und wir arbeiten daran, dass wir auf 100 Prozent kommen“, sagte Zindel.

Die Stadtwerke Leipzig erhalten zum Beispiel zwei neue Gasturbinen mit je 62 MW von Siemens Energy für ihr neues Heizkraftwerk, mit denen in Zukunft sukzessive auf Wasserstoffbetrieb umgestellt werden kann. Die Investition in Höhe von rund 60 Mio. Euro ist das Herzstück des neuen Heizkraftwerks Leipzig Süd. Auch Mitsubishi Power Europe arbeitet an 100-%-wasserstofffähigen Turbinen. Wie die Hersteller betonten, können viele gasbetriebene Anlagen heute schon Wasserstoffbeimischungen von bis zu 20 % verarbeiten, ohne dass sie umgerüstet werden müssen. Mitsubishi hat Gasturbinen von 40 bis 840 MW im Angebot.

Die beiden Unternehmen Kawasaki und MAN Energy, die ihr Portfolio der mittleren Leistungsklasse vorgestellt haben, entwickeln neben Turbinen auch neue Produkte für eine künftige Wasserstoffwertschöpfungskette. Dazu gehören Tanks und Elektrolyseure, aber auch Transporter und Schiffe, die Wasserstoff befördern können. Bei MAN Energy rechnet man damit, dass ihre Turbinen spätestens 2030 zu 100 % Wasserstoff-ready sind. "Heute sind bereits 20 Prozent möglich und in einer Testanlage auch 100 Prozent“, sagte Jonas Wahl von MAN.

In Deutschland werden mehrere Wasserstoff-BHKW betrieben und getestet

Bei den Wasserstoffblockheizkraftwerken sind bestimmte Unternehmen weiter. Hier haben zum Beispiel die Hersteller 2G Energy und Innio Jenbacher bereits kommerzielle Aggregate im Angebot, die sowohl mit Erdgas als auch optional mit reinem Wasserstoff betrieben werden können. Von 2G steht eine Anlage bei den Stadtwerken Haßfurt (Bayern). Dort wurde eine komplette Power-to-Gas-Kette mit Rückverstromung des Wasserstoffs und Wärmenutzung aufgebaut. Begleitet wird die Anlage wissenschaftlich vom Institut für Energietechnik an der Ostbayerischen Technischen Hochschule Amberg-Weiden. Innio Jenbacher hat zusammen mit dem Hansewerk einen Gasmotor der 1-MW-Klasse für Hamburg-Orthmarschen installiert, der ebenfalls in der Lage ist, mit Wasserstoff − entweder zu Teilen oder gänzlich − betrieben zu werden.

Die Referenten haben beim Workshop der Energieagentur NRW betont, dass es technisch nicht ganz trivial sei, einen erdgasbetriebenen Motor auf Wasserstoff umzurüsten. Die nötigen Anpassungen reichen unter anderem von speziellen Wasserstoffeinspritzventilen über eine eigene Sensorik zur Optimierung der Motorsteuerung für die Verbrennung von Wasserstoffgemischen bis hin zur Anpassung der Kolben und der Aufladung. "Wir sind aber dazu in der Lage, dass jedes ausgelieferte Erdgas-BHKW irgendwann in der Zukunft auf Wasserstoff umgerüstet werden kann", sagte Stefan Liesner von 2G Energy. Hersteller wie 2G oder Innio betonten zudem, dass sie nicht von großen Wirkungsgradeinbußen ausgehen und auch nicht von großen Preissprüngen.

Der Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung veröffentlichte vor einigen Monaten eine Umfrage unter Verbandsmitgliedern. Ein Ergebnis ist, dass die meistens KWK-Anlagen für den Wasserstoffeinsatz geeignet sind. Damit könne die Effizienztechnologie einen entscheidenden Baustein zur Dekarbonisierung des Wärmemarktes und somit zur Erreichung der Klimaschutzziele leisten.
 

Heidi Roider
Redakteurin und Chefin vom Dienst
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