Strom und Wasserstoff – gewonnen aus Windenergie

Mit H2ORIZON produzieren wir grünen Wasserstoff aus regionaler Windkraft. Und das bei kürzesten Wegen von der Stromerzeugung bis hin zur Speicherung und dem Verbrauch.

Windpark Harthäuser Wald

Der Windpark Harthäuser Wald umfasst 18 Windkraftanlagen und versorgt damit rund 40.000 Haushalte. Aufgrund seiner Lage in unmittelbarer Nähe zum DLR-Standort Lampoldshausen entstand bereits im Jahr 2012 die Idee, hier aus dem regenerativ erzeugten Strom mittels Elektrolyse grünen Wasserstoff mit einer nahezu makellosen CO2-Bilanz zu produzieren.

Der Windpark in Zahlen

  • 18 Windenergieanlagen à 3 MW Leistung
  • Jährliche Gesamtleistung 54 MW
  • 140.000 Tonnen CO2 Einsparung pro Jahr
  • Direktanbindung an die Elektrolyse (Elektrolyse läuft mit 100% Windstrom und kann nur produzieren, wenn der Windpark die entsprechende Leistung liefert)
  • Verhältnismäßig günstige Strombezugskosten

Gute Gründe für die Windkraft

Restlose Abbaubarkeit

Die Anlagen können restlos rückgebaut, verwertet und recycelt werden. Des Weiteren wird Windenergie absolut schadstofffrei produziert.

Schnelle Amortisierung

Moderne Anlagen gleichen bereits nach 3 bis max. 12 Monaten die für Herstellung, Nutzung und Entsorgung benötigte Energie wieder aus.

Hervorragende Ökobilanz

Eine Anlage erzeugt in ihrer 20-jährigen Laufzeit bis zu 70 Mal so viel Energie wie für Herstellung, Nutzung und Entsorgung benötigt wird.

Minimaler Platzverbrauch

Eine Windenergieanlage benötigt gerade mal 0,25 ha Platz, um rund 2.000 Haushalte mit Strom zu versorgen.

PEM-Elektrolyse

Die Wasserstoff-Gewinnung erfolgt über eine sogenannte PEM-Elektrolyse. Diese Art der Elektrolyse ist aufgrund ihrer hohen Dynamik sowie ihrer Überlastfähigkeit besonders geeignet, um auf die fluktuierende Stromeinspeisung eines Windparks zu reagieren.

Eine starke Leistung

  • 880kW-PEM-Elektrolyse
  • Dynamisch und flexibel: kann dem Windprofil folgen
  • Kurze Reaktionszeit: Warmstart in wenigen Sekunden
  • Wirkungsgrad Gesamtsystem: bei Nennlast: 56 kWh/kg, das entspricht 70% bezogen auf den Brennwert von Wasserstoff (Rechnung: 39,4 kWh/kg / 56 kWh/kg; 39,41 kWh/kg = Brennwert H2)

Rundum produktiv

  • Maximalproduktion: knapp 100 t/a – sofern Abnahme bzw. Speichermöglichkeit besteht (im Rahmen von H2ORIZON wird mit einer Produktion von bis zu 60 t/a kalkuliert)
  • Wasserstoffproduktion bei Nennlast: 6,3 kg/h, respektive 70 Nm³/h
  • Maximale Wasserstoffproduktion: 14,1 kg/h, respektive 157 Nm³/h
  • Minimale Wasserstoffproduktion: 2,4 kg/h, respektive 26 Nm³/h

Performance unter Hochdruck

  • Elektrolyseur: ITM HGas Elektrolyseur
  • Anzahl Elektrolyse Stacks: 4
  • Wasserstoffreinheit: Qualität 5.0, dies entspricht einem Reinheitsgrad von: 99,999%; damit hat der Wasserstoff Brennstoffzellen-Qualität und ist für sämtliche Mobilitätsanwendungen geeignet
  • Ausgangsdruck Elektrolyse: 20 bar
  • 2-stufiger Membrankompressor, Verdichtung auf 350 bar (Übergabe in das Trailerfahrzeug bei einem Druckniveau im Trailer von 300 bar)

Mobiler Speicher

Der gasförmige Wasserstoff, der im Rahmen der PEM-Elektrolyse entsteht, wird auf 350 bar komprimiert, in einen Trailer mit 300 bar eingefüllt und übergangsweise dort gespeichert. Der Trailer ist eine Art Tanklastzug, der unter seiner Abdeckung aus einer Vielzahl an Druckgasflaschen aus Stahl besteht. Abhängig von der konkreten Wasserstoffanwendung erfolgen Transport und weitere Lagerung.

Blockheizkraftwerk

Für die Erzeugung von Strom und Wärme aus Wasserstoff und Erdgas wurde am DLR-Standort Lampoldshausen eine hochmoderne Heizzentrale erbaut. Diese besteht aus zwei Blockheizkraftwerken sowie einem Spitzenlastkessel. Strom und Wärme werden in Form eines Energieliefercontractings an das DLR verkauft und stehen für die klimaschonende Versorgung des Standorts zur Verfügung.

Klimaschonende Strom- und Wärmeerzeugung

  • 2 x BHKW – mit einer Gesamtleistung von 1,6 MW (thermisch) und 1,4 MW (elektrisch)
  • Zusätzlicher Spitzenlastkessel mit 1,4 MW Feuerleistung
  • Zu Forschungszwecken kann anteilig Wasserstoff zum Brenngas beigemischt werden

Infastrukturelle Erschließung des Standorts

Durch das Projekt H2ORIZON wurde der Standort Lampoldshausen infrastrukturell erweitert:

  • Strom: Mittelspannungsseitige Direktanbindung der Elektrolyseanlage an den Windpark Harthäuser Wald
  • Gas: Anschluss über Gashochdruckleitung an das Gasnetz der Gasversorgung Unterland
  • Daten: Anschluss des Standorts sowie der umliegenden Gemeinden an das Glasfasernetz