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Premiere für Windwasserstoff

29.10.2011

Das weltweit erste Hybridkraftwerk hat in Brandenburg den Betrieb aufgenommen

Über den Äckern der Uckermark drehen sich die Rotoren der Windräder von Enertrag. Seit 1998 erntet das Brandenburger Energie-Unternehmen den Strom aus der Höhe und verkauft ihn an kommunale Abnehmer. Auf das zentrale Problem der Windkraft, ihre Diskontinuität, hat Enertrag jetzt mit einer Kraftwerks-Innovation reagiert: Das Hybridkraftwerk, das die Energieträger Wind und Biomasse in speicherbaren Wasserstoff umwandelt. Ende Oktober ging das Kraftwerk zwischen Dauerthal und Prenzlau in Betrieb. Es ist weltweit die erste industrielle Anlage, in der Windkraft, Biogas und Wasserstoff physikalisch miteinander gekoppelt sind.

„Unser Unternehmen setzt nicht nur auf die Nutzung der Windenergie, sondern ist in diesem Bereich ständig auf der Suche nach neuen Ansätzen und Lösungen“, sagt Enertrag-Vorstandsvorsitzender Jörg Müller. „Mit dem Hybridkraftwerk leisten wir einen Beitrag bei den Bemühungen um eine Optimierung der Speichermöglichkeiten“.

Diese Innovations-Orientierung hat Enertrag in den letzten Jahren im Norden Brandenburgs mit mehreren Hundert Windkraft- und Biogasanlagen umgesetzt. Gemanagt wird der Verbund dezentraler Energieerzeugungsanlagen als virtuelles „Kraftwerk Uckermark“, das mittlerweile eine Gesamtleistung von 303 Megawatt in das europäische Verbundnetz einspeist. 283 MW stammen aus Windkraft, 20 MW aus Biomasse. Dazu gehört auch ein eigenes Hochspannungsnetz mit 250 Kilometern Erdkabel und vier Umspannwerken. In diesem Strompark bildet nun das neue Hybridkraftwerke ein wichtiges Speicher-Modul.

Das Pilotprojekt mit einem Investitionsvolumen von 21 Mio Euro wird vom Land Brandenburg und dem Bundesverkehrsministerium gefördert. Projektpartner sind die Brandenburgische Technische Universität Cottbus, der Energierkonzern Vattenfall, der Treibstoffhersteller Total Deutschland sowie die Deutsche Bahn.

Mit dem Projekt soll beweisen werden, dass auch aus den fluktuierenden erneuerbaren Energien eine Grundlast-Versorgung mit Elektrizität gewährleistet werden kann. Zugleich soll der Treibstoff Wasserstoff verstärkt im Verkehr eingesetzt werden.

Das Hybridkraftwerk besteht aus vier Komponenten: Drei Windrädern mit einer Leistung von jeweils zwei MW, zwei Biomasse-Silos, aus denen Biogas gewonnen wird, eine Elektrolyse-Anlage mit angeschlossenen Wasserstoff-Tanks sowie zwei Blockheizkaftwerken mit je 350 kW. Herzstück des Komplexes ist der Elektrolyseur, der von den Enertrag-Ingenieuren selbst entwickelt wurde, weil es ihn – im Unterschied zu den anderen Komponenten des Kraftwerks – noch nicht am Markt zu kaufen gibt.

Der Strom aus den Windkraftanlagen wird über ein Mittelspannungskabel in den Elektrolyseur geführt, wo er Wasser in die beiden Gase Wasserstoff (120 Kubikmeter pro Stunde) und Sauerstoff (60 Kubikmeter) aufspaltet. Während der Sauerstoff in die Atmosphäre geht, wird der Wasserstoff von einem Kompressor mit 31 Bar in fünf Druckbehälter mit einem Fassungsvermögen von 1350 Kilogramm gepumpt. Die beiden BHKW können bei Bedarf das Gas (ein Mischgas aus 30 Prozent Biogas und 70 Prozent Wasserstoff) in Strom und Wärme umwandeln. Jedes BHKW erzeugt 2777 MWh elektrische und 2250 MWh thermische Energie pro Jahr. Die entstehende Wärme soll in das Netz der Stadt Prenzlau eingespeist werden und deckt den Heizbedarf vom 80 Einfamilienhäusern.

Die Kombination der einzelnen Energietechniken sorgt dafür, dass extreme Situationen auf der Angebotsseite ausgeglichen werden können: Durch den Elektrolyseur werden bei viel Wind die Leistungsspitzen gekappt (500 kW), durch die Blockheizkraftwerte können bei Flaute Leistungssenken kompensiert werden (700 kW). So soll das Hybridkraftwerk wie ein Grundlastkraftwerk wirken.

 

Als Joker im Energiespiel könnte sich der Wasserstoff erweisen, der als Treibstoff per Tankwagen nach Berlin gebracht wird. Dort wird er an zwei Total-Tankstellen an Wasserstoff-Fahrzeuge abgegeben, deren Brennstoffzellen das Gas wieder in Strom umwandeln und den Elektromotor antreiben. „Die Nachfrage nach Wasserstoff wird in den kommenden Jahren rapide zunehmen“, ist sich Enertrag-Vorstand Müller sicher. Die Clean Energy Partnership (CEP) von Mineralölkonzernen und Automobilherstellern will in Deutschland bis 2020 für ein Netz von 1000 Wasserstoff-Tankstellen sorgen sowie 500.000 Fahrzeuge. Für diese wäre – neben dem Vorteil der höheren Energiedichte, was Langstreckenfahrten ermöglicht - der klimaneutral hergestellte Wind-Wasserstoff ein zusätzliches Öko-Argument.

 

Neben dem Straßenverkehr hat Müller auch das Gasnetz im Untergrund im Blick. Nicht ohne Grund ist das Hybridkraftwerk an der geplanten Erdgasfernleitung OPAL (Ostsee-Pipeline-Anbindungsleitung) errichtet worden. Wasserstoff eignet sich hervorragend als Zumischung zum Erdgas. Bis zur Wende wurde Ost-Berlin mit Stadtgas versorgt, das zur Hälfte aus Wasserstoff bestand. Wenn die Gas-Branche anfängt, über „grünere“ Geschäftsmodelle ihres fossilen Energieträgers nachzudenken, kommt die Enertrag-Technik wie gerufen.

Die Energiewende der Bundesregierung wird von Jörg Müller eindeutig begrüßt. „Es ist ein Riesenfortschritt, dass sich Deutschland von der Kernenergie verabschiedet hat“, sagt der Enertrag-Chef. Doch müßte aus seiner Sicht die Umstellung auf Erneuerbare Energien viel schneller vonstatten gehen. Gebraucht würden in Deutschland 100.000 Windkraftanlagen, etwas mehr als Viertel davon stehen bereits. Vor allem das Genehmigungs-Umfeld müßte an Tempo zulegen. Auch beim Hybridkraftwerk, für das im April 2009 sogar Bundeskanzlerin Merkel den Grundstein gelegt hatte, war ein schleppendes Genehmigungsverfahren ein Grund für die Bauverzögerung.

Enertrag selbst hat inzwischen 460 Windenergieanlagen errichtet, die 1,6 Milliarden Kilowattstunden Strom jährlich produzieren. Das deckt den Haushaltsbedarf von über einer Million Menschen. Das Unternehmen beschäftigt rund 400 Mitarbeiter, davon 150 in der Region Uckermark. 2010 erzielte Enertrag einen Umsatz von 250 Mio Euro. Für 2011 erwartet Müller einen gleich hohen Betrag, der je zur Hälfte aus dem Bau neuer Windkraftanlagen und dem Verkauf von Strom zustande kommt.

 

Manfred Ronzheimer