Seit Dezember 2019 läuft in der südbadischen Stadt Grenzach-Wyhlen die größte Power-to-Gas Anlage in Süddeutschland mit einer elektrischen Anschlussleistung von einem Megawatt im Regelbetrieb. Der Wasserstoff wird per Wasser-Elektrolyse mit Hilfe von erneuerbarem Strom aus dem Wasserkraftwerk erzeugt. Das Leuchtturmprojekt, gefördert durch das Land Baden-Württemberg stellte die Basis dar für ein Folgeprojekt namens „Reallabor der Energiewende H2-Wyhlen“.
Dieses zukunftsweisende Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert und hat u. a. zum Ziel, die elektrische Leistung der Elektrolyse am Standort von einem auf sechs Megawatt zu erweitern.
Das ZSW erforscht in einer Kollaboration serientaugliche Elektrolysetechnologien – die Voraussetzung für eine industrielle Fertigung von grünem Wasserstoff. Teil dieser Kollaboration sind unter anderen die Konsortialführer naturenergie hochrhein AG bzw. EnBW, die Verbundpartner Holzapfel Group und Dialogik gGmbH und das ZSW, ebenso wie der assoziierte Partner DSM Nutritional Products GmbH. Damit wird die Basis zur Hochskalierung der Technologie geschaffen: die Kosten sinken und der Markt kann sich schneller in Richtung grüner Energiewende entwickeln.
Der in Wyhlen erzeugte Wasserstoff kann direkt in die Energieinfrastruktur der Region integriert werden: City-Busse oder LKW könnten ihn nach der Umstellung auf Brennstoffzellenantrieb vor Ort tanken und Firmen im Industriepark als Rohstoff für ihre Produktion nutzen. Die Elektrolyse-Anlage erreicht am Standort hohe Volllaststunden, denn Wasserkraft ist vom Wetter unabhängig und steht rund um die Uhr zur Verfügung. Das sind bislang wichtige Faktoren für eine wirtschaftliche Produktion von grünem Wasserstoff.
Am ZSW wird die alkalische Elektrolyse-Technologie für eine industrielle Produktion zur Marktreife weiterentwickelt. Prototypen in der Leistungsklasse bis 1 MWel sollen im F&E-Anlagenteil in Realumgebung validiert werden. Dazu werden galvanisch beschichtete Elektroden in die Prototypen integriert. In einer Begleit-F&E erfolgt das Screening und die Validierung von ausgewählten Materialien und Verfahren, die den Schritt von der Manufaktur zu serientauglichen Fertigungsprozessen mit niedrigen Material- und Herstellungskosten ermöglichen können. Untersucht werden auch verschiedene Geschäftsmodelle einer Power-to-Gas-Anlage – bspw. der Einfluss der Systemkopplung (z. B. Strom-, Wärme-, Gasmarkt) auf die Wirtschaftlichkeit.