Reallabor H2-Whylen testet flexible Elektrolyse

Am Wasserkraftwerk Wyhlen in Grenzach-Wyhlen bauen EnBW und Naturenergie ihre Wasserstoffproduktion aus. Zu einem bestehenden Alkali-Elektrolyseur mit einer Leistung von 1 MW kommt nun ein neuer PEM-Elektrolyseur mit 5 MW hinzu. PEM steht für Proton Exchange Membrane. Interessant ist dabei weniger die zusätzliche Leistung als die Kombination unterschiedlicher Elektrolysetechnologien mit Wasserkraft, Speichern und Abfüllanlagen an einem Standort. Das Reallabor soll Erkenntnisse aus der Forschung zugleich in einen späteren kommerziellen Betrieb überführen, wie die Partner in einer gemeinsamen Mitteilung bekannt geben.
 Die EnBW mit Sitz in Karlsruhe koordiniert das Forschungsprojekt. Naturenergie Hochrhein mit Hauptsitz in Rheinfelden erzeugt und vertreibt vor allem erneuerbare Energie in Südbaden und der Schweiz und betreibt das Wasserkraftwerk sowie die Wasserstoffanlagen in Wyhlen. Seit 2021 untersuchen beide Unternehmen dort gemeinsam mit Forschungspartnern die Herstellung von Wasserstoff aus Wasserkraft. Beteiligt sind unter anderem das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW), die Holzapfel Group und die Dialogik gGmbH.
 
Zwei Verfahren mit unterschiedlicher Fahrweise

Beide Elektrolyseure spalten Wasser mithilfe von Strom in Wasserstoff und Sauerstoff, unterscheiden sich aber in ihrer Betriebsweise. Die bestehende Alkali-Anlage ist nach Angaben der Projektpartner für einen möglichst gleichmäßigen Dauerbetrieb ausgelegt. Der neue Proton-Exchange-Membrane-Elektrolyseur (PEM) kann seine Leistung dagegen schneller verändern. Er soll sich damit flexibler an das verfügbare Stromangebot anpassen.

Gerade dieser Parallelbetrieb macht den Standort für das Forschungsprojekt interessant. Die Projektpartner können unter vergleichbaren Bedingungen untersuchen, wie sich die beiden Technologien im laufenden Betrieb verhalten und wie sich eine stärker schwankende Fahrweise auf die Wasserstoffproduktion auswirkt. Nach Angaben von Naturenergie bieten zudem die kurzen Wege zwischen Wasserkraftwerk, Elektrolyse, Speichern und Netzen die Möglichkeit, die gesamte Prozesskette zusammenhängend zu erproben.

Den Strom liefert das unmittelbar benachbarte Laufwasserkraftwerk Wyhlen mit 38,5 MW Leistung. Der erzeugte Wasserstoff soll später an Industrie- und Mobilitätskunden in der Grenzregion Deutschland, Schweiz und Frankreich gehen. Damit verbindet das Projekt die technische Erprobung mit einer konkreten Nutzung des erzeugten Wasserstoffs. 

Übergang in den kommerziellen Betrieb

Der neue Elektrolyseur hat bereits Ende Juli erstmals Wasserstoff produziert. Derzeit nehmen die Projektpartner weitere Teile der Anlage schrittweise in Betrieb und testen sie unter realen Bedingungen. Dazu zählen Gasaufbereitung, Verdichter und Speichersysteme. Die technische Inbetriebnahme soll bis Ende dieses Jahres abgeschlossen sein. Anschließend soll ein Probebetrieb beginnen.

Mit der Erweiterung entstehen stationäre Speicher für weitere 3,8 Tonnen Wasserstoff. Insgesamt steigt die Speicherkapazität damit auf rund 5 Tonnen. Außerdem kommen zu den drei bestehenden Abfüllstationen vier weitere hinzu. Dort lässt sich der Wasserstoff mit unterschiedlichen Druckstufen in Transportbehälter auf Lkw füllen. 

Anfang 2027 soll Naturenergie den kommerziellen Betrieb der erweiterten Anlage übernehmen. Gleichzeitig endet das Reallabor H2-Wyhlen. Damit unterscheidet sich das Vorhaben von einem reinen Demonstrationsprojekt: Die im Forschungsbetrieb aufgebaute Anlage soll anschließend am selben Standort weiter genutzt werden. 

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) fördert das Reallabor H2-Whylen mit insgesamt 15 Millionen Euro. Rund 9 Millionen Euro davon entfallen laut EnBW und Naturenergie auf die Erweiterung. Die gesamten Projektkosten beziffern die Unternehmen auf rund 40 Millionen Euro. (ds)