// Reallabor H2-Wyhlen

Grüner Wasserstoff aus dem Reallabor

Seit 2019 wird in Grenzach-Wyhlen eine der größten Power-to-Gas-Anlagen Süddeutschlands betrieben, die Wasserstoff per Elektrolyse aus erneuerbarem Strom aus dem dortigen Wasserkraftwerk der naturenergie hochrhein AG erzeugt. Das „Leuchtturmprojekt Power-to-Gas“, gefördert vom Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg und koordiniert vom ZSW, bildete mit einer Anschlussleistung von 1 MWe die Grundlage für das „Reallabor der Energiewende H2-Wyhlen“.

In dem Reallabor wird der bestehende Elektrolysestandort von der naturenergie hochrhein AG und der EnBW durch eine zweite Wasserstoffproduktionsanlage mit 5 MW elektrischer Leistung erweitert, sodass die gesamte Elektrolysekapazität auf 6 MW anwächst. Das Gesamtvorhaben wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie mit Fördermitteln in Höhe von ca. 15 Mio. Euro gefördert. Nach Abschluss der Bauarbeiten soll die Gesamtanlage im Jahr 2026 betriebsbereit sein.

Das ZSW erforscht in dem Projekt serientaugliche Elektrolysetechnologien – die Voraussetzung für eine kostengünstige, industrielle Herstellung von grünem Wasserstoff. Mittels innovativer Materialien und serienreifen Herstellungsverfahren soll die alkalische Elektrolyse zur Marktreife weiterentwickelt werden. Ziel ist es, die Losgrößen zu skalieren und die Investitionskosten für Elektrolyseure zu senken. Die Elektroden erhalten außerdem zur Kostenoptimierung eine katalytische Beschichtung, um die Wasserstoffausbeute bei gegebener Strommenge zu maximieren oder bei gleichbleibender Wasserstoffproduktion den Stromverbrauch und damit die Betriebskosten zu senken. Die galvanische Beschichtungstechnologie wird vom Projektpartner Holzapfel Group in einen industriellen Maßstab überführt. Die vom ZSW entwickelten Stackprototypen in der Leistungsklasse bis 0,5 MW_el werden unter realen Einsatzbedingungen validiert.

In einer Begleitforschung werden zusammen mit naturenergie hochrhein AG bzw. dem Projektkoordinator EnBW Energie Baden-Württemberg AG verschiedene Geschäftsmodelle einer Power-to-Gas-Anlage untersucht – bspw. der Einfluss der Systemkopplung auf die Wirtschaftlichkeit. Hierfür wird das durch das ZSW entwickelte technische Monitoring erweitert und dient der Bilanzierung des Reallabor-Testraums. Zusammen mit Dialogik gGmbH, die die gesellschaftliche und sozialwissenschaftliche Forschung übernimmt, wurde bereits ein Policy-Brief zur Analyse von Risikofaktoren für den schnellen Markthochlauf veröffentlicht. Der assoziierte Partner DSM Nutritional Products GmbH beschäftigt sich mit Option für eine nahegelegene Wasserstoff-Verwertung am DSM-Standort in Grenzach-Wyhlen.

Mit dem Reallabor soll die Basis zur weiteren Hochskalierung der Technologie geschaffen werden: die Kosten sinken und der Markt im Kontext der Energiewende kann sich schneller entwickeln. Mit 6 MW Elektrolyseanschlussleistung ist eine Wasserstoffproduktion bis zu 700 t jährlich für regionale Mobilitäts- und Industrieanwendungen möglich.