Ein Wegbereiter für grünen Wasserstoff

Wasserstoff ist das am häufigsten vorkommende Element im Universum. Auf unserem Planeten tritt es meist in molekularer Form als Wasser oder als leicht brennbares Gas auf.
Die Sonne – ein gigantischer Feuerball aus Wasserstoff – sendet unter idealen Bedingungen pro Jahr bis zu 1.000 W/m2 ihrer Oberflächenstrahlung zur Erde. Ein Teil dieser Energie kann genutzt werden, indem er von Photovoltaikanlagen (PV) in Elektrizität umgewandelt wird – doch der Ertrag schwankt je nach Wetter und Tageszeit. Diese Schwankungen können aber ausgeglichen werden, indem PV oder andere erneuerbare Energiequellen genutzt werden, um durch Elektrolyse „grünen“ Wasserstoff aus Wasser herzustellen.

 

Von Christopher Findlay 

 

 

Elektrolyse, ein seit mehr als zwei Jahrhunderten bewährtes Verfahren, eröffnet neue Möglichkeiten und Anwendungen. Sie generiert Wasserstoff – ein hocheffizienter Energieträger. Bei der Verbrennung dieses emissionsfreien Kraftstoffs fällt als einziges Nebenprodukt Wasser an, was es zu einem idealen Medium für die Elektrifizierung und den Ersatz fossiler Brennstoffe in industriellen Prozessen und anderen Anwendungen durch Sektorkopplung macht.

 

Darüber hinaus ist H2 bestens für die Speicherung von Energie im großen Maßstab geeignet und kann flexibel für den Ausgleich der Primärregelleistung oder als Kraftstoff für Mobilität genutzt werden. Doch Wasserstoff hat noch viele weitere Anwendungsbereiche – so auch in der chemischen Industrie, wo er zu anderen synthetischen Produkten und Kraftstoffen verarbeitet wird. In Dubai und anderen gasproduzierenden Staaten kann H2 über die bestehende Pipeline-Infrastruktur transportiert werden. Schließlich kann es als Brennstoff für Gasturbinen verwendet werden, die so flexibel und schnell hochgefahren werden können, wie es für den Ausgleich volatiler erneuerbarer Energien erforderlich ist.

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DEWA – ein Wegbereiter für grünen Wasserstoff

Um ihr Energiesystem und ihre Volkswirtschaft nachhaltiger zu gestalten, haben die Regierung von Dubai und der staatliche Energeiversorger DEWA beschlossen, die Integration der H2-Technologie und die Nutzung erneuerbarer Energien in der Region voranzutreiben. Zu diesem Zweck bauen DEWA und Siemens die erste solarbetriebene Wasserstoff-Elektrolyseanlage der Region im Mohammed bin Rashid Al Maktoum (MBR) Solarpark in Dubai.

 

Die integrierte Anlage im Megawattbereich testet und demonstriert, wie Wasserstoff mit Hilfe von Photovoltaik erzeugt, das Gas gespeichert und dann zur Stromgewinnung, zum Antrieb von Mobilitätslösungen oder für andere industrielle Anwendungen verwendet wird. Die PV-Elektrolyseanlage besteht aus dem Siemens SILYZER 200, dem Steuerungssystem SIMATIC PCS 7 und dem SINAMICS DCM-Konverter, die mittels Protonenaustauschmembran-(PEM)-Elektrolyse grünen nachhaltigen Wasserstoff aus erneuerbaren Energien synthetisieren. Jede Einheit benötigt 1,25 MWe elektrische Leistung, um 20 kg/h H2 zu erzeugen.

 

Wenn die Anlage im Solarpark nur Tageslicht-Solarstrom aus PV nutzt, kann jede Einheit täglich bis zu 240 Kilogramm Wasserstoff produzieren (ein durchschnittliches Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug benötigt je nach Modell, Umgebungsbedingungen und anderen Faktoren etwa 1 Kilogramm H2 pro 100 Kilometer Reichweite). Nach dem Spatenstich im Februar 2019 wurde der Elektrolyseur im MBR-Solarpark installiert und stellt, nach einer Testphase auf der Expo 2020 Dubai, ab September 2020 Wasserstoffenergie für Mobilitätsanwendungen bereit.

Expo 2020 präsentiert PV-erzeugtes H2

Diese Universalmesse bietet eine ideale Plattform, um die jene Technologie zu präsentieren und zeigt die Ergebnisse der Zusammenarbeit zwischen der Expo 2020 Dubai und ihren Partnern, darunter Siemens, unter dem Motto „Connecting Minds, Creating the Future“.

 

Der SILYZER wird in das ebenfalls von Siemens gelieferte digitale Betriebssystem Mindsphere integriert, das als Leit- und Steuersystem fungiert und das gesamte 4,3 Quadratkilometer große Expo-Gelände mit seinen mehr als 130 Gebäuden verbindet. Die PV-Wasserstoffanlage ist emissionsfrei und zeigt so, wie eine sichere und bewährte Technologie zur „grünen“ Elektrifizierung und damit zur Dekarbonisierung der Wirtschaft beitragen kann. Zudem unterstützt sie die Vision von Dubais Herrscher Sheikh Mohammed bin Rashid Al Maktoum, bis 2050 75 Prozent der gesamten Energieproduktion Dubais aus sauberen Energiequellen zu erzeugen.

 

DEWA wird die Einrichtung auch für Forschungszwecke und zum Kompetenzaufbau nutzen, um H2-Technologien weiterzuentwickeln und Forschungs- und Entwicklungsprojekte auf diesem Gebiet in den VAE zu fördern.

 

Dieses Pilotprojekt ist das erste seiner Art in der MENA-Region, das Wasserstoff unter Verwendung sauberer Energie erzeugt. Es unterstützt die Bemühungen von DEWA um Innovation, Forschung und Entwicklung im Bereich Energiespeicherung und Nachhaltigkeit, die einen wichtigen Fokus bei der Expo 2020 Dubai bilden.
Saeed Mohammed Al Tayer, CEO von DEWA


20.08.2019

Christopher Findlay ist ein freier Journalist mit Sitz in Zürich, Schweiz.

 

Bilder: DEWA, Expo 2020