Wasserstoff für das Freiburger Gasnetz

H2-Einspeiseanlage des Fraunhofer ISE.
H2-Einspeiseanlage in Freiburg. Bild: Fraunhofer-ISE

Eine Pilotanlage des Fraunhofer-ISE speist Wasserstoff in das Freiburger Gasnetz ein. Es werden auch verschiedene Betriebskonzepte erprobt.

Die Anlage speist seit August 2017 Wasserstoff in eine Gasversorgungsleitung im kommunalen Verteilnetz von BN Netze, einem Tochterunternehmen der Badenova, ein. Gaskunden im Freiburger Industriegebiet Nord und in Gundelfingen erhalten seitdem bis zu zwei Prozent Wasserstoff im Erdgas. „Die gezielte Kopplung der Sektoren ermöglicht einen höheren Anteil an erneuerbaren Energien im System und stellt somit einen maßgeblichen Baustein einer nachhaltigen Energieversorgung der Zukunft dar. Als Energie- und Umweltdienstleister sammeln wir daher bereits heute erste Erfahrungen, um die Region in Ihren ökologischen Bemühung bestmöglich zu unterstützen”, so Richard Tuth vom Innovationsfonds und Umweltmanagement der Badenova.

Im Rahmen des Projekts „Kommunaler Energieverbund Freiburg“ wurden für diese Anlage außerdem komplexe Algorithmen für den Betrieb der Anlage entwickelt und erprobt. „Diese Betriebsführungsalgorithmen basieren auf einer modellprädiktiven Regelung, das heißt sie optimieren den jeweiligen Tagesbetrieb mit Hilfe eines im Algorithmus integrierten vereinfachten Simulationsmodells“, erklärt Christopher Hebling, Bereichsleiter Wasserstofftechnologien am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE.

Die Ziele der erprobten Algorithmen seien hierbei entweder eine maximale lokale Grünstromnutzung, ein möglichst günstiger Stromeinkauf am Day-Ahead-Markt der EEX-Strombörse oder eine Kombination aus beiden. Diese Betriebsarten wurden in einer Simulationsumgebung entwickelt, erprobt und schlussendlich auf die Realanlage übertragen. „Auch wenn durch das Fraunhofer ISE kein kommerzieller Betrieb vorgesehen ist, wird die Anlage hierdurch nach ökonomisch-ökologischen Gesichtspunkten betrieben und diese Betriebsführung im Realbetrieb validiert“, sagt Hebling.

Die Anlage ist als Forschungsanlage für den Betrieb im Verteilnetz konzipiert und soll in dieser Funktion auch über das Projekt hinaus die Möglichkeit zur Erprobung verschiedener Betriebskonzepte sowie zur Entwicklung und Erprobung neuartiger Gasnetzkomponenten bieten. „Aktuell ist ein wirtschaftlicher Betrieb von Wasserstoff- Anlagen noch schwierig, da die gesetzlichen Regularien Wasserstoff derzeit im Vergleich zu anderen Technologien benachteiligen“, so Hebling. Durch Anpassung der Regularien hin zu einem fairen Marktzugang könne diese Technologie aber wesentlich zur CO2- Minderung der Sektoren Wärme, Mobilität, Industrierohstoffe und Gas beitragen und so die Energiewende vorantreiben.

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