Power-to-X-Anlagen in der Praxis: Einblick in die Projekte der Energiezukunft

Gastautor Portrait

Peter Trawitzki

Senior Manager Innovation und neue Geschäftsfelder, Energiedienst Holding AG

Peter Trawitzki (Jahrgang 1960) arbeitet seit 2012 als Senior Manager Unternehmensentwicklung beim Energiedienst. Als Spezialist für Power-to-X leitet er dort u.a. die Projekte „Power to Gas in Wyhlen“ und „Power to Liquid in Laufenburg“. Der gelernte Energieanlagenelektroniker und Ingenieur für Energietechnik war zunächst sieben Jahre als Unternehmensberater in der Energiewirtschaft bei der WIBERA AG in Düsseldorf, Berlin und Stuttgart tätig. In den folgenden 14 Jahren hatte er diverse Fach- und Führungspositionen bei der EnBW Energie Baden-Württemberg AG in Stuttgart und bei der BKW FMB Energie AG in Bern inne. Thematisch deckte er dabei ein breites Spektrum ab mit Stromerzeugung, Strom- und Gasnetze, Vertrieb, Beteiligungsmanagement und Unternehmensentwicklung.

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18. Februar 2019
Power-to-Gas-Anlage am Wasserkraftwerk Wyhlen in Laufenburg
Foto: Energiedienst AG

Power-to-Gas für ein ganzes Wohngebiet

Speichereinheiten der Power-to-Gas-Anlage am Wasserkraftwerk Wyhlen
Speichereinheiten der Power-to-Gas-Anlage am Wasserkraftwerk Wyhlen

Foto: Energiedienst AG

Auf dem Gelände des Wasserkraftwerks Wyhlen an der Schweizer Grenze wird in wenigen Wochen eine Power-to-Gas-Anlage den Regelbetrieb aufnehmen. Die Energiedienst-Gruppe erzeugt hier mittels Elektrolyse Wasserstoff aus Wasser.

Da zur Herstellung der Strom aus dem Wasserkraftwerk zum Einsatz kommt, entsteht sogenannter erneuerbarer Wasserstoff (eH2). Der Elektrolyseur ist nach neuestem Stand der Technik optimiert und hat eine Leistung von rund 1 MW. Die Qualität des Wasserstoffs ist so hoch, dass er auch zum Betanken von Brennstoffzellenfahrzeugen genutzt werden kann. Pro Jahr wird so Wasserstoff für den klimaneutralen Betrieb von ca. 1.000 Brennstoffzellenfahrzeugen hergestellt. Die Wärme, die bei der Produktion entsteht, wird dazu genutzt, das geplante Wohngebiet in der Nähe des Kraftwerks zu versorgen.

Neben dieser Industrieanlage wird ein 300-Kilowatt-Forschungs-Elektrolyseur vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) betrieben. Hier werden z. B. neuartige Elektrodenbeschichtungen getestet.

Die ewige Frage nach dem Wirkungsgrad

Die Anlage hat einen Wirkungsgrad von rund 70 Prozent. Diesen wollen die Techniker noch einmal auf rund 90 Prozent durch die Nutzung der beim Prozess entstehenden Abwärme erhöhen. Denkbar wäre auch, den Wasserstoff nicht nur als Kraftstoff einzusetzen, sondern auch zu speichern und bei Bedarf wieder in Strom zurück zu verwandeln. Dies ist aber hier nicht vorgesehen.

Mithilfe der Messwerte aus den beiden Anlagen soll die Industrie so letztendlich einen Leitfaden erhalten, wie sie Elektrolyseure technisch effizienter gestalten kann und PtG-Anlagen optimal betreiben kann

Plus: Regelenergie zur Stabilisierung des Stromnetzes

Außerdem kann die Anlage auf Anforderung der Übertragungsnetzbetreiber hoch- oder heruntergefahren werden, wenn zu viel oder zu wenig Strom im Netz ist. So kann in Sekundenschnelle auf Knappheit oder Überschuss im Stromnetz reagiert und zudem Regelenergie zur Stabilisierung des Stromnetzes bereitgestellt werden.

Die Energiedienst-Gruppe will durch die Wasserstofferzeugung die Wertschöpfungskette im Vergleich zum direkten Verkauf des Wasserkraftstroms verlängern. Zudem werden durch die Power-to-Gas-Anlage in Wyhlen die Sektoren Strom, Wärme und Mobilität gekoppelt (Sektorenkopplung) und Synergien zwischen diesen Sektoren genutzt.

Die Zukunft ist schon da: synthetischer Diesel aus Laufenburg

Infografik zur Funktionsweise der geplanten Power-to-Liquid-Anlage
Infografik zur Funktionsweise der geplanten Power-to-Liquid-Anlage

Grafik: Energiedienst AG

Ein weiteres Zukunftsprojekt der Energiedienst-Gruppe ist bereits in Planung: Gemeinsam mit der Audi AG und der Ineratec GmbH soll eine Pilotanlage zur Erzeugung von klimaneutralen Kraftstoffen am Wasserkraftwerk Laufenburg errichtet werden.

Die Power-to-Liquid-Anlage soll auf einer Fläche von rund 350 Quadratmetern auf der Schweizer Seite des Rheins stehen. Dort wird mithilfe des vor Ort im Wasserkraftwerk produzierten Ökostroms Wasserstoff hergestellt. Dieser wird mit CO2 aus biogenen Anlagen zu Kohlenwasserstoffen synthetisiert. Diese Kohlenwasserstoffe werden zu Wachsen für die Kosmetik- und Nahrungsmittelindustrie umgewandelt, z.B. als Grundlage für Cremes oder Ummantelung von Käse.

Bereits 2019 e-Diesel verfügbar

Vor allem aber wird synthetischem Diesel (e-fuels) hergestellt. Dieser enthält im Unterschied zu dem herkömmlichen aus Erdöl gewonnenen Diesel keine Schadstoffe wie Schwefel und Aromate. Dadurch wird der Feinstaub-Ausstoß deutlich reduziert. Läuft alles nach Plan, werden bereits Ende dieses Jahres die ersten Liter e-Diesel in Laufenburg hergestellt. Die Pilot-Anlage soll pro Jahr etwa 350.000 Liter e-fuels produzieren, 150.000 Kilogramm Wachse und 360 kW Wärme (Dampf und Abwärme).

Die bei dem Prozess entstehende Abwärme kann der Wärmeversorgung von Industrieanlagen und Wohngebäuden dienen. Bereits jetzt nutzt Energiedienst die Abwärme des Wasserkraftwerks Laufenburg für die Versorgung von über 90 Wohnungen mit Wärme und Warmwasser

Weltneuheit aus Baden-Württemberg

Die Ineratec GmbH ist eine Startup-Ausgründung aus dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Das inzwischen mehrfach preisgekrönte Unternehmen stellt die dezentral einsetzbare Pilotanlage her. Die Kraftstoff-Synthese nach dem Fischer-Tropsch-Prinzip ist dank innovativer Mikroverfahrenstechnik so kompakt, dass sie in einen Schiffscontainer passt. Die Anlage hat eine Kapazität von circa 500.000 Litern pro Jahr. Für Elektrolyse und Nebenanlagen wird eine elektrische Leistung von ca. 1,2 MW benötigt. Die Investition soll rund 4 Millionen Euro betragen. In dieser Form ist die Laufenburger Power-to-Liquid-Anlage eine Weltneuheit. Die Ineratec GmbH nahm bereits 2017 eine ähnliche Anlage in Finnland in Betrieb, diese ist aber deutlich kleiner dimensioniert.

Die Energiedienst-Gruppe ist ein regionaler Energiedienstleister in Südbaden und im Kanton Wallis in der Schweiz. Hauptaktionär der Energiedienst Holding AG ist die EnBW mit 67 Prozent der Anteile. Die Energiedienst-Gruppe versorgt in ihrem Netzgebiet über eine halbe Million Menschen mit elektrischer Energie.

Diskutieren Sie mit

    Fridtjof Heidorn

    vor 1 Jahr

    Toll, dass die synthetischen Kraftstoffe nun tatsächlich auf den Markt kommen.
    Wo kann ich im Großraum Oldenburg (in Oldenburg) diesen tanken?

    Hubertus Grass

    vor 1 Jahr

    Hallo Herr Heidorn,
    synthetische Kraftstoffe werden noch nicht im industriellen Maßstab produziert und an Endkunden vertrieben. Derzeitig sind sie auch nicht wettbewerbsfähig. Im Beitrag geht es um Pilotanlagen, in denen die großtechnische Anwendung erprobt wird.
    Mit besten Grüßen
    Hubertus Grass

    Stefan Aichinger

    vor 1 Jahr

    Endlich bewegt sich was !!!!
    Weiter so!

    Paul-Hermann Mackes

    vor 12 Monaten

    Guten Morgen !
    Durch Zufall lese ich heute etwas über "synthetischen Kraftstoff".Davon habe ich bisher noch nie etwas gehört. Ich werde in meinem Freundeskreis fragen, was synthetischer Kraftstoff ist. Ich bin mir sicher, dass keiner mir das erklären kann, denn ein Chemiker ist nicht dabei. Hier gibt es , so meine ich, noch sehr viel Informationsbedarf für die Bürger bzw. Autofahrer. Synthetischer Kraftstoff ( OME ) wird aus den Abgasen der Industrie gewonnen. Diesel PKW könnte schon heute 15 % OME beigemischt werden und es würden 8gr./km CO2 weniger ausgestoßen. Die Autoindustrie setzt jetzt auf Batterieantrieb. China und Japan sehen die Zukunft für Autoantriebe bei der Wasserstoff-Brennstoffzelle. Mit dieser Technik werden ja auch schon Heizkessel geliefert. Für den Verbraucher entsteht ein unüberschaubarer Energiemix. Nach meiner Meinung, wird sich die Antriebstechnik durchsetzen, die in das Preisgefüge passt und schnell sowie überall problemlos betankt werden kann, wie heute Benzin und Diesel. Ich würde mir z. Zt. nie ein E-Auto kaufen und sei die Kaufprämie noch so hoch. Mit einem E-Auto büßt man Mobilität ein. Ich glaube, es wird noch viel Zeit vergehen, bis der Markt entschieden hat, was sich letztlich durchsetzt. Mit freundlichem Gruß Paul-Hermann Mackes

    M. Baumbach

    vor 10 Monaten

    Schade, dass hier Power to Erdgas gar nicht erwähnt wird. Diese Möglichkeit regenerativen Strom in Fahrzeug und speicherbare Energie umzuformen existiert bereits. Das Erdgasnetz liegt bereits in ganz Deutschand und die Fahrzeuge stehen schon seit vielen Jahren in der Praxis. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Treibstoff nicht nur klimaneutral erzeugt wird, sondern bei der Herstellung CO2 das aktuell aus fossilen Brennstoffen in die Atmosphäre gekommen ist dieser wieder entzogen wird und in den Ergasleitungen und Tanks gespeichert werden könnte. Dieser Effekt wird bei der Herstellung von Power to X leider nie berücksichtigt. Und die Politik hinkt wieder Jahre hinter dem Ausbau von Tankstelle her, den ohne Tankstelle keine Käufer und ohne Käufer kein Markt und ohne Markt keine Produzenten und ohne Produzenten keine Wende. Schade.

    Beste Grüße M. Baumbach

    Mascha Orel

    vor 10 Monaten

    Guten Tag,
    es ist großartig. Ist es nicht so, dass synthetische Kraftstoffe aus ideologischen Gründen und oder auf Geheiß der eMobikutät-Lobby seitens Umwelt-Ministerium verhindert werden? Und vor diesem Hintergrund erhalten diese Unternehmen eine uneingeschränkte Unterstützung vom Staat?

    Danke

    Brigitte Lukowski

    vor 10 Monaten

    Ich finde es Schade, das unsere Regierung so fest gefahren auf ihre e - Autos festhalten.
    Wobei sie wissen unter welchen Umständen diese Materialien gefördert werden und 2. Sich bis heute noch keine Gedanken machen wie die Entsorgung von statten gehen soll.

    Burkhard Werk

    vor 9 Monaten

    Synthetisch hergestellter Diesel,....das hört sich so vernünftig an.

    Schindler

    vor 9 Monaten

    Ja weltneuheit. Syntetischer Kraftstoff wurde schon im zweiten Weltkrieg verwendet. Wenn der jetzt 2019 erfolgreich erforscht werden kann ust das eine echte weltneuheit.

    Jens Puhlmann

    vor 9 Monaten

    Hallo Herr Grass, ich finde das auch ein super Idee und würde mich gerne als probant anbieten!!!!!
    Sowohl fürs KFZ als auch für meine Ölheizung im haus.....!!!!!!
    Gruss Jens Puhlmann

    Johannes J.

    vor 9 Monaten

    Aus anderen Quellen liest sich ziemlich eindeutig, dass sich Synthetische Kraftstoffe a) aufgrund des geringen Wirkungsgrades und b) der hohen Engerieaufwendung nicht rechnen - zumindest was den herkömmlichen PKW-Betrieb angeht. Interessant ist der Artikel natürlich trotzdem, genau so wie die Diskussionen den Diesel-Motor zum Wasserstoff, Diesel-Gas-Verbrenner oder ganz zum Elektromotor umzubauen.

    LAIST,STEPHAN

    vor 8 Monaten

    Kann Deutschland alleine die DIN Norm für Diesel verändern ? z.B. Cetan 60, Beimischung Synfuel 30%,aus europäischen Wertstoffen incl.Kunstoffrecycling mit einem reduzierten Mineralölsteuersatz und nur 1 Dieselsorte für alle Bestandsfahrzeuge ? Die Bevorratung/Logistikkosten gehen auch beim Benzin zu Lasten des europäischen Verbrauchers !
    Ein verpflichtender Ölwechsel vor der HU würde die Schadstoffe/Verbrauch auch schon stark reduziern?

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