Variable erneuerbare Energiequellen (VRES) wie Sonne und Wind sind mittlerweile die günstigsten verfügbaren Energiequellen. Allerdings bringt die intermittierende Verfügbarkeit von erneuerbaren Energien erhebliche Herausforderungen hinsichtlich der Energiespeicherung mit sich, was ihren Einsatz bisher eingeschränkt hat.

Gleichzeitig wird davon ausgegangen, dass die Produktion von grünem Wasserstoff aus Elektrolyseuren einen bedeutenden Anteil am Energieverbrauch des zukünftigen dekarbonisierten Energiesystems in Europa ausmachen wird. Da Elektrolyseure sehr schnell an- und abgeschaltet werden können, kann Wasserstoff als Energiespeicher für erneuerbare Energien dienen.

Flexible Elektrolyseure für Netze mit hoher Resilienz
Das Vorhaben SURFER (Supporting Uptake of Renewables with Flexible Electrolysers for Systems with High Resilience) des Gemeinsamen Unternehmens für sauberen Wasserstoff »Clean Hydrogen« zielt darauf ab, den breiten Einsatz variabler erneuerbarer Energiequellen zu erleichtern, indem es den Gebrauch flexibler Elektrolyseure als dynamische Energiespeicher demonstriert. Außerdem soll es verschiedene Arten von Energienetzen stabilisieren, wobei der Schwerpunkt auf den Stromnetzen liegt, die Wärmenutzung und isolierte oder schwache Netze jedoch ebenfalls berücksichtigt werden.

»SURFER geht zwei der wichtigsten energiepolitischen Herausforderungen Europas gleichzeitig an: die Senkung der Kosten für grünen Wasserstoff und die Förderung einer stärkeren Nutzung erneuerbarer Energien«, sagt Dr. Federico Zenith, Projektkoordinator bei SINTEF.

»An unserem Hydrogen Lab Bremerhaven werden wir eine vollständige Demokampagne mit einem alkalischen Elektrolyseur und der im Projekt entwickelten Leistungselektronik durchführen. Ich freue mich auf die Zusammenarbeit und auf die Erkenntnisse, die richtungsweisend für die zukünftige Systemintegration erneuerbarer Energien in ein stabiles Energiesystem sein werden«, sagt Kevin Schalk, Gruppenleiter Hydrogen Lab Bremerhaven am Fraunhofer IWES.

Das interdisziplinäre Konsortium von SURFER besteht aus führenden Instituten, Wasserstoffproduzenten, Netzbetreibern, Anlagenherstellern sowie Sicherheits- und Zertifizierungsexperten. Gemeinsam werden sie sich mit den Komplexitäten der Elektrolysedynamik und der Sektorkopplung befassen und dabei den Stand der Technik deutlich übertreffen.

Das Hauptziel des Projekts besteht darin, Elektrolyseanlagen in die Lage zu versetzen, zusätzliche Einnahmen aus der Stabilisierung des Stromnetzes zu erzielen und diese durch den verstärkten Einsatz von variablen erneuerbaren Energiequellen und die Maximierung ihrer Nutzung zu erhöhen, um die Resilienz des Stromnetzes und die Dekarbonisierung zu fördern. Das Projekt wird die Energiesicherheit verbessern und die Kosten senken, dank zusätzlicher Einnahmequellen und Wärmeintegration, und damit die Ziele der europäischen Energiewende unterstützen.

Mehrere Demonstrationsstandorte in ganz Europa
Durch mehrere Demonstrationen an verschiedenen Standorten in Europa, darunter Betriebsumgebungen in Frankreich, Deutschland und Norwegen, wird das Projekt die Integration dieser Elektrolysetechnologien in das Energiesystem verbessern. Die Partner werden weltweit die ersten sein, die Netzdienstleistungen mit Elektrolyseanlagen auf kommerzieller Basis anbieten.

Das Projekt wird die Fähigkeiten von Protonenaustauschmembran-Elektrolyseuren (PEMEL), alkalischen Elektrolyseuren (AEL) und Festoxid-Elektrolyseuren (SOEL) demonstrieren, ihren Betrieb schnell anzupassen, um Schwankungen in der Versorgung mit erneuerbaren Energien, der Netznachfrage und der verfügbaren Abwärme auszugleichen. Die Partner stellen ihre bereits vorhandenen Großanlagen mit einer Nennleistung von bis zu 10 MW für PEMEL, 1,5 MW für AEL und 300 kW für SOEL zur Verfügung.

Partner:

• SINTEF, Norwegen
• Lhyfe, Frankreich
• CEA, Frankreich
• Tecnalia, Spanien
• Varanger Kraft, Norwegen
• Atmen, Deutschland
• RTE, Frankreich
• Energy Pool, Frankreich
• Genvia, Frankreich
• DNV, Norwegen und Niederlande
• Fraunhofer IWES, Deutschland
• Nidec, Frankreich