Technologische Innovation und Vermarktung des Energieträgers Wasserstoff: Im Rahmen des Vorhabens werden die Projektpartner am Standort Spremberg im Industriepark Schwarze Pumpe ein Wasserstoff-Kraftwerk errichten. Dabei werden sie grünen Wasserstoff produzieren und gleichzeitig Systemdienstleistungen für einen stabilen Netzbetrieb erbringen. Das hergestellte Gas soll genutzt werden, um den Stromsektor optimal mit den Sektoren Wärme, Industrie und Verkehr zu verknüpfen.

Projektleiter Dr. Ben Schüppel, Geschäftsführer der Referenzkraftwerk Lausitz GmbH, ist sicher: „Die Energiewende kann nur durch innovative Technologien der grünen Wasserstofferzeugung und -verwertung gelingen.“

Dafür müssen am Standort neue Erneuerbare-Energien-Anlagen errichtet werden, die erneuerbar erzeugten Strom produzieren – etwa Windparks und Photovoltaikanlagen. Dieser wird dann im Kraftwerk eingesetzt, um grünen Wasserstoff zu erzeugen. Zu den Kernkomponenten des Wasserstoff-Kraftwerks gehören Elektrolyseur, Brennstoffzelle, Speicher für Wasserstoff und elektrische Energie, Stromrichter und Regelung.

Technologie ist da – jetzt geht's um den Einsatz bei der Sektorkopplung

Diese einzelnen Komponenten und Technologien, welche im Projekt RefLau eingesetzt werden, sind technisch weitestgehend erprobt und marktreif. Das Innovative ist die Systemebene – die Fachleute möchten alle Einzelbestandteile zu einem flexiblen und netzdienlichen Wasserstofferzeugungs- und Bereitstellungssystem zusammenfügen.

Der Großteil des produzierten Wasserstoffs ist im Rahmen des Vorhabens für die lokale Sektorkopplung vorgesehen. In diesem Zuge planen die Projektpartner beispielsweise, eine Abfüllanlage für Wasserstoff in Transportbehälter zu errichten, eine Wasserstoffleitung zum Industriepark zu verlegen sowie Wasserstoff ins Erdgasnetz einzuspeisen. So können auch außerhalb des Stromsektors mehr erneuerbare als fossile Energiequellen verwendet und Treibhausgasemissionen in der Region gesenkt werden.

Zudem erstellen die beteiligten Forschungspartner ein Betriebsführungskonzept, wie die teils konkurrierenden Anforderungen aus den verschiedenen Sektoren (zum Beispiel Strom und Wärme) miteinander vereinbart werden können.

Kraftwerk soll auch dafür sorgen, dass das Stromnetz reibungslos läuft

Neben der Sektorkopplung ist die Netzregelung eine wichtige Aufgabe. Mithilfe der innovativen „grünen“ Infrastruktur sollen durch netzdienliche Systemdienstleistungen neue Wertschöpfungspotenziale für die öffentliche Versorgung in der Lausitz aufgezeigt werden. Das Wasserstoff-Kraftwerk soll in der Lage sein, eine zweiwöchige Dunkelflaute mit Volllast zu durchfahren. Weiterhin wollen die Projektpartner eine Kraftwerksregelung erarbeiten, welche zum Zweck der Netzstabilisierung Momentanreserve und weitere Regelleistungen bereitstellt. Das Kraftwerk soll ferner in die Lage versetzt werden, das Stromnetz nach einem Stromausfall wiederaufzubauen (Schwarzstart-Fähigkeit). Hierbei untersuchen die Forschungspartner, welchen Beitrag die Wasserstoff-Rückverstromung leisten kann.

Im Rahmen des Vorhabens wird darüber hinaus ein leistungsfähiges Software-Modell des Wasserstoff-Kraftwerks – ein sogenannter Digitaler Zwilling – erstellt. Damit kann das Forschungsteam Betriebszustände und Fehler, die in der Praxis nur selten auftreten, simulieren sowie Betriebsführungskonzepte und Schutzstrategien testen und weiterentwickeln.

RefLau bietet Chancen für Energiewende und Strukturwandel in der Lausitz

Gelingt es dem Team, das Kraftwerk wirtschaftlich zu betreiben und die avisierten Ziele zu erreichen, könnte die Erzeugerleistung zukünftig von einem Megawatt (Rückverstromung) beziehungsweise zehn Megawatt (Elektrolyse) auf den 100-Megawatt-Bereich hochskaliert werden.

Mit Blick auf den Strukturwandel im Braunkohlerevier der Lausitz zielt das Projekt darauf ab, die Wettbewerbsfähigkeit des Wirtschaftsstandorts zu stärken. „Grundsätzlich werden zukünftig an die Stelle von Kohlekraftwerken Kraftwerke einer neuen Generation treten müssen, die neue Potenziale in der Region erschließen“, sagt Ben Schüppel. Neue Speicherkraftwerke sollen mittel- und langfristig auch an anderen Industrie- und Kraftwerksstandorten der Lausitz errichtet werden. Über die Region hinaus sehen die Projektpartner die Chance, dass die Forschungsergebnisse als Referenzlösung auf andere Braunkohlereviere und Standorte mit regenerativen Energieanlagen übertragen werden können. (kkl)

Förderung

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz fördert das Projekt RefLau innerhalb des Schwerpunkts „Reallabore der Energiewende“. Den Rahmen dafür bildet das 7. Energieforschungsprogramm. Hier finden Sie weitere Informationen zur Forschungsförderung.