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Stadtwerke AG
06.06.2013
Mainz speichert Zukunftsenergie
Stadtwerke Mainz, Linde, Siemens und die Hochschule RheinMain planen Elektrolyseanlage in Hechtsheim
Durch die stetig steigende Nutzung regenerativer Stromerzeugung wird das Energienetz in Deutschland immer stärker belastet. Insbesondere wird Sonnen- und Windenergie immer häufiger Strom zu Zeiten liefern, in denen dieser nicht verbraucht werden kann. Eine innovative Lösung für diese zentrale Herausforderung in der deutschen Energiepolitik wollen vier renommierte Partner aus Industrie, Technik und Forschung gemeinsam entwickeln: Siemens, die Linde Group, die Hochschule RheinMain und die Stadtwerke Mainz haben in den vergangenen anderthalb Jahren ein Projekt entwickelt, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie finanziell gefördert wird: Ab 2015 soll im neuen „Energiepark Mainz“ Wasserstoff mithilfe von umweltfreundlich erzeugtem Strom aus Windenergie hergestellt werden.
Wasserstoff lässt sich gut speichern und in vielfältiger Weise als Energieträger einsetzen. So soll das in Mainz produzierte Gas beispielsweise per Tankwagen zu speziellen Wasserstoff-Tankstellen geliefert und als umweltfreundlicher Kraftstoff für emissionsfreie Brennstoffzellenfahrzeuge verwendet werden. Wasserstoff soll außerdem in das Erdgasnetz eingespeist werden, wo es für Gasheizungen oder moderne Gas- und Blockheizkraftwerke zur gekoppelten Strom- und Wärmeerzeugung zur Verfügung steht. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll auch untersucht werden, ob der in Hechtsheim produzierte Wasserstoff im Gas- und Dampfturbinenkraftwerk der Kraftwerke Mainz-Wiesbaden AG auf der Ingelheimer Aue als Brennstoff zur Rückverstromung genutzt werden kann, um eine regenerative Stromversorgung auch dann sicherzustellen, wenn kein Wind weht.
Der „Energiepark Mainz“ wird im Wirtschaftspark in Mainz-Hechtsheim entstehen. Kernstück der Forschungsanlage ist eine Elektrolysehalle mit einem von Siemens entwickelten Wasserstoff-Elektrolysesystem. Hier läuft die Zerlegung des Wassers in die Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff ab. Im Energiepark werden alle wesentlichen Bausteine der Energiespeicherung mit Wasserstoff (Windkraft, Elektrolyse, Gaseinspeisung, Wasserstoffverdichter, Druckspeicher, Trailerbefüllung) erprobt und weiteren potenziellen Anwendern sowie Interessierten erläutert. In einem Infozentrum auf dem Gelände wird Besuchern die Funktionsweise der Wasserstoff‐Elektrolyse und die Stellung von Speichertechnologien im zukünftigen Energiesystem erklärt werden.
Die Anlage kann bis zu 6 Megawatt Strom aufnehmen und hat damit eine für Engpässe im Verteilnetz relevante Leistungsklasse. So können ähnliche Anlagen in Zukunft an vielen Standorten sinnvoll eingesetzt werden. Bei der geplanten Anlage handelt es sich um die bisher größte ihrer Art.
In den nächsten Monaten werden die Planungen so weit vorangetrieben, dass nach einer abschließenden Prüfung Anfang 2014 mit der Errichtung der Anlage begonnen werden kann. Die Inbetriebnahme ist für Frühjahr 2015 geplant. Die Realisierung des Energieparks umfasst Investitionen in Höhe von etwa 17 Millionen Euro und wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie im Rahmen der „Förderinitiative Energiespeicher“ unterstützt. Der „Energiepark Mainz“ wird eines der deutschen „Leuchtturmprojekte“ zur Energiespeicherung auf Basis der Wasserstoff-Elektrolyse.
Die Stadtwerke Mainz möchten die Bürger in die weitere Planung mit einbeziehen. Deshalb wird am 4. Juli 2013 ab 19:30 im Hechtsheimer Bürgerhaus eine öffentliche Informationsveranstaltung stattfinden.
Im Internet gibt es unter www.energiepark-mainz.de weitere Informationen.
Technische Hintergrundinformationen
Zentrales Bindeglied zwischen dem erneuerbar produzierten Strom und dem Wasserstoff sind neuartige Wasserstoff-Elektrolyseure von Siemens, die künftig serienmäßig für Großanlagen angeboten werden sollen. Die Geräte nutzen die moderne PEM-Elektrolysetechnologie (Proton Exchange Membrane) und erlauben eine hochdynamische Fahrweise, wie sie bei einer Stromversorgung aus erneuerbaren Energien benötigt wird. Im Energiepark Mainz werden drei solcher PEM-Elektrolyseure mit Spitzenleistungen von jeweils bis zu zwei Megawatt betrieben werden. Der Betrieb von PEM-Elektrolyseuren dieser Leistungsklasse ist eine absolute Weltneuheit, denn bisherige PEM-basierte Elektrolysesysteme hatten ihren Einsatzschwerpunkt in der Produktion kleiner Wasserstoffmengen.
Weitere wesentliche Systemkomponenten sind ein zweistufiger ionischer Verdichter, die Gaseinspeisung, die Abfüllvorrichtung und die Schaltanlage. Der von Linde entwickelte „ionische Verdichter“ komprimiert den produzierten Wasserstoff zur Befüllung der Speicher, der Gasleitung und der Tankwagen. Lindes innovative Verdichtertechnologie basiert auf dem Prinzip eines Kolbenverdichters, wobei eine so genannte ionische Flüssigkeit als Kolben fungiert. Dabei handelt es sich um ein flüssiges Salz, das sich nicht mit dem Gas vermischt. Durch eine optimale Abdichtung, Schmierung und Kühlung während der Verdichtung wird gegenüber herkömmlichen Verdichtern Energie eingespart. Das Verfahren wird bisher vor allem bei Wasserstofftankstellen eingesetzt. Es bietet jedoch auch im „Energiepark Mainz“ deutliche Vorteile, besonders durch seine hohe Betriebsflexibilität, die sehr gut zum PEM-Elektrolyseur und dem Angebot an erneuerbarem Strom passt.
Die Projektpartner Die Stadtwerke Mainz AG zählt zu den marktbedeutenden Stadtwerken in Deutschland. Alleinige Gesellschafterin ist die Stadt Mainz. Die SWM-Unternehmensgruppe gewährleistet die sichere Versorgung der Stadt Mainz und der angrenzenden Region mit Energie (Strom, Gas, Wärme), Trinkwasser und Mobilität. Die Realisierung einer nachhaltigen Energiewende wird seit Jahren erfolgreich verfolgt.
www.stadtwerke-mainz.de The Linde Group ist ein weltweit führendes Gase- und Engineeringunternehmen, das mit rund 62.000 Mitarbeitern in mehr als 100 Ländern vertreten ist. Unter dem Oberbegriff „Clean Technology by Linde“ bietet das Unternehmen eine breite Palette an Produkten und Technologien, die erneuerbare Energien wirtschaftlich nutzbar machen und den Verbrauch fossiler Ressourcen bzw. deren CO2-Emissionen senken helfen. Die Spannbreite reicht von Spezialgasen zur Solarzellenproduktion über die großtechnische Abscheidung und Nutzung von CO2 bis hin zu alternativen Kraftstoffen und Energieträgern wie flüssigem Erdgas (LNG) und Wasserstoff.
www.linde.com/cleantechnology Die Siemens AG ist ein weltweit führendes Unternehmen der Elektronik und Elektrotechnik. Der Konzern ist auf den Gebieten Industrie, Energie sowie im Gesundheitssektor tätig und liefert Infrastrukturlösungen, insbesondere für Städte und urbane Ballungsräume. Siemens steht seit mehr als 165 Jahren für technische Leistungsfähigkeit, Innovation, Qualität, Zuverlässigkeit und Internationalität. Siemens ist weltweit der größte Anbieter umweltfreundlicher Technologien. Rund 40 Prozent des Konzernumsatzes entfallen auf grüne Produkte und Lösungen. In der Division Drive Technologies entwickelt Siemens ein Wasserstoff-Elektrolysesystem auf Basis der PEM (Proton Exchange Membrane)-Technologie.
www.siemens.de/hydrogen-electrolyzer Die Hochschule RheinMain ist eine der größten und führenden Hochschulen für angewandte Wissenschaften und anerkannt für ihr zeitgemäßes Lehrangebot sowie ihre anwendungsorientierte Forschung. Der Rüsselsheimer Fachbereich Ingenieurwissenschaften, mit 3.000 Studierenden der größte der Hochschule, forscht seit Jahren erfolgreich in den Bereichen Wasserstoff und Brennstoffzellentechnologie und ist in zahlreiche relevante Projekte und Kompetenznetzwerke eingebunden.
www.hs-rm.de
Wasserstoff lässt sich gut speichern und in vielfältiger Weise als Energieträger einsetzen. So soll das in Mainz produzierte Gas beispielsweise per Tankwagen zu speziellen Wasserstoff-Tankstellen geliefert und als umweltfreundlicher Kraftstoff für emissionsfreie Brennstoffzellenfahrzeuge verwendet werden. Wasserstoff soll außerdem in das Erdgasnetz eingespeist werden, wo es für Gasheizungen oder moderne Gas- und Blockheizkraftwerke zur gekoppelten Strom- und Wärmeerzeugung zur Verfügung steht. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll auch untersucht werden, ob der in Hechtsheim produzierte Wasserstoff im Gas- und Dampfturbinenkraftwerk der Kraftwerke Mainz-Wiesbaden AG auf der Ingelheimer Aue als Brennstoff zur Rückverstromung genutzt werden kann, um eine regenerative Stromversorgung auch dann sicherzustellen, wenn kein Wind weht.
Der „Energiepark Mainz“ wird im Wirtschaftspark in Mainz-Hechtsheim entstehen. Kernstück der Forschungsanlage ist eine Elektrolysehalle mit einem von Siemens entwickelten Wasserstoff-Elektrolysesystem. Hier läuft die Zerlegung des Wassers in die Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff ab. Im Energiepark werden alle wesentlichen Bausteine der Energiespeicherung mit Wasserstoff (Windkraft, Elektrolyse, Gaseinspeisung, Wasserstoffverdichter, Druckspeicher, Trailerbefüllung) erprobt und weiteren potenziellen Anwendern sowie Interessierten erläutert. In einem Infozentrum auf dem Gelände wird Besuchern die Funktionsweise der Wasserstoff‐Elektrolyse und die Stellung von Speichertechnologien im zukünftigen Energiesystem erklärt werden.
Die Anlage kann bis zu 6 Megawatt Strom aufnehmen und hat damit eine für Engpässe im Verteilnetz relevante Leistungsklasse. So können ähnliche Anlagen in Zukunft an vielen Standorten sinnvoll eingesetzt werden. Bei der geplanten Anlage handelt es sich um die bisher größte ihrer Art.
In den nächsten Monaten werden die Planungen so weit vorangetrieben, dass nach einer abschließenden Prüfung Anfang 2014 mit der Errichtung der Anlage begonnen werden kann. Die Inbetriebnahme ist für Frühjahr 2015 geplant. Die Realisierung des Energieparks umfasst Investitionen in Höhe von etwa 17 Millionen Euro und wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie im Rahmen der „Förderinitiative Energiespeicher“ unterstützt. Der „Energiepark Mainz“ wird eines der deutschen „Leuchtturmprojekte“ zur Energiespeicherung auf Basis der Wasserstoff-Elektrolyse.
Die Stadtwerke Mainz möchten die Bürger in die weitere Planung mit einbeziehen. Deshalb wird am 4. Juli 2013 ab 19:30 im Hechtsheimer Bürgerhaus eine öffentliche Informationsveranstaltung stattfinden.
Im Internet gibt es unter www.energiepark-mainz.de weitere Informationen.
Technische Hintergrundinformationen
Zentrales Bindeglied zwischen dem erneuerbar produzierten Strom und dem Wasserstoff sind neuartige Wasserstoff-Elektrolyseure von Siemens, die künftig serienmäßig für Großanlagen angeboten werden sollen. Die Geräte nutzen die moderne PEM-Elektrolysetechnologie (Proton Exchange Membrane) und erlauben eine hochdynamische Fahrweise, wie sie bei einer Stromversorgung aus erneuerbaren Energien benötigt wird. Im Energiepark Mainz werden drei solcher PEM-Elektrolyseure mit Spitzenleistungen von jeweils bis zu zwei Megawatt betrieben werden. Der Betrieb von PEM-Elektrolyseuren dieser Leistungsklasse ist eine absolute Weltneuheit, denn bisherige PEM-basierte Elektrolysesysteme hatten ihren Einsatzschwerpunkt in der Produktion kleiner Wasserstoffmengen.
Weitere wesentliche Systemkomponenten sind ein zweistufiger ionischer Verdichter, die Gaseinspeisung, die Abfüllvorrichtung und die Schaltanlage. Der von Linde entwickelte „ionische Verdichter“ komprimiert den produzierten Wasserstoff zur Befüllung der Speicher, der Gasleitung und der Tankwagen. Lindes innovative Verdichtertechnologie basiert auf dem Prinzip eines Kolbenverdichters, wobei eine so genannte ionische Flüssigkeit als Kolben fungiert. Dabei handelt es sich um ein flüssiges Salz, das sich nicht mit dem Gas vermischt. Durch eine optimale Abdichtung, Schmierung und Kühlung während der Verdichtung wird gegenüber herkömmlichen Verdichtern Energie eingespart. Das Verfahren wird bisher vor allem bei Wasserstofftankstellen eingesetzt. Es bietet jedoch auch im „Energiepark Mainz“ deutliche Vorteile, besonders durch seine hohe Betriebsflexibilität, die sehr gut zum PEM-Elektrolyseur und dem Angebot an erneuerbarem Strom passt.
Die Projektpartner Die Stadtwerke Mainz AG zählt zu den marktbedeutenden Stadtwerken in Deutschland. Alleinige Gesellschafterin ist die Stadt Mainz. Die SWM-Unternehmensgruppe gewährleistet die sichere Versorgung der Stadt Mainz und der angrenzenden Region mit Energie (Strom, Gas, Wärme), Trinkwasser und Mobilität. Die Realisierung einer nachhaltigen Energiewende wird seit Jahren erfolgreich verfolgt.
www.stadtwerke-mainz.de The Linde Group ist ein weltweit führendes Gase- und Engineeringunternehmen, das mit rund 62.000 Mitarbeitern in mehr als 100 Ländern vertreten ist. Unter dem Oberbegriff „Clean Technology by Linde“ bietet das Unternehmen eine breite Palette an Produkten und Technologien, die erneuerbare Energien wirtschaftlich nutzbar machen und den Verbrauch fossiler Ressourcen bzw. deren CO2-Emissionen senken helfen. Die Spannbreite reicht von Spezialgasen zur Solarzellenproduktion über die großtechnische Abscheidung und Nutzung von CO2 bis hin zu alternativen Kraftstoffen und Energieträgern wie flüssigem Erdgas (LNG) und Wasserstoff.
www.linde.com/cleantechnology Die Siemens AG ist ein weltweit führendes Unternehmen der Elektronik und Elektrotechnik. Der Konzern ist auf den Gebieten Industrie, Energie sowie im Gesundheitssektor tätig und liefert Infrastrukturlösungen, insbesondere für Städte und urbane Ballungsräume. Siemens steht seit mehr als 165 Jahren für technische Leistungsfähigkeit, Innovation, Qualität, Zuverlässigkeit und Internationalität. Siemens ist weltweit der größte Anbieter umweltfreundlicher Technologien. Rund 40 Prozent des Konzernumsatzes entfallen auf grüne Produkte und Lösungen. In der Division Drive Technologies entwickelt Siemens ein Wasserstoff-Elektrolysesystem auf Basis der PEM (Proton Exchange Membrane)-Technologie.
www.siemens.de/hydrogen-electrolyzer Die Hochschule RheinMain ist eine der größten und führenden Hochschulen für angewandte Wissenschaften und anerkannt für ihr zeitgemäßes Lehrangebot sowie ihre anwendungsorientierte Forschung. Der Rüsselsheimer Fachbereich Ingenieurwissenschaften, mit 3.000 Studierenden der größte der Hochschule, forscht seit Jahren erfolgreich in den Bereichen Wasserstoff und Brennstoffzellentechnologie und ist in zahlreiche relevante Projekte und Kompetenznetzwerke eingebunden.
www.hs-rm.de