HydrogREenBoost
Wasserstoff für die Sicherstellung des Stromnetzbetriebs
Der Projektname setzt sich zusammen aus „Hydrogen“ wie Wasserstoff, „RE“ und „green“ wie erneuerbare Energie und „Boost“ wie Netzbooster, also ein stromnetzdienlich eingesetzter Batteriespeicher.
Hintergrund
Für den Erfolg der Energiewende braucht es Alternativen zu fossilen Energieträgern. Wasserstoff wird dabei in verschiedenen Sektoren eine Schlüsselrolle einnehmen. Welche Rolle Wasserstoff für das Stromnetz spielen kann, untersuchen das Karlsruher Institut für Technologie, die Technische Hochschule Ulm, TransnetBW und das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg im Forschungsprojekt „HydrogREenBoost“.
Herausforderung
Die Stromnetze stehen vor einer immer größer werdenden Herausforderung: Die Nachfrage nach Strom steigt, und zudem verändert sich die Erzeugerlandschaft grundlegend. Das erfordert einen umfangreichen Umbau und eine Weiterentwicklung des Stromnetzes. Um das System auch in Zukunft sicher betreiben zu können und vor Überlastungen zu schützen, braucht es dringend innovative Konzepte und Lösungen.
Projektportrait
Ziel des Konzepts: Höherauslastung und Stabilisierung des Stromnetzes. Dadurch werden weniger Stromleitungen und Stabilisierungseinrichtungen benötigt.
Mögliche Einsatzgebiete im Stromnetzbetrieb sind u.a.:
- Redispatch vor (präventiv) und nach (kurativ) Fehlereintritt
- Systemrelevante Netz- und Kapazitätsreserve
- Bereitstellung von Momentanreserve
- Regelleistung: sowohl positiv (Batterie/Turbine) als auch negativ (Elektrolyse/Batterie)
- Bereitstellung von Blindleistung für den Netzbetrieb
- Schwarzstartfähigkeit: Unterstützung beim Netzwiederaufbau
Darüber hinaus werden auch sekundäre Einsatzmöglichkeiten untersucht wie bspw. die Nutzung der Abwärme der Anlagen.
Weiterentwicklung im Vergleich zum Netzbooster
Wasserstoff-Hybrid Netzbooster als Lösung bei zunehmendem Speicherbedarf. Das Konzept setzt für eine schnelle Reaktionsgeschwindigkeit der Anlage weiterhin auf einen elektrischen Batteriespeicher, der nach einer kurzen Zeit durch eine Wasserstoffturbine abgelöst wird.
Grundlagen für das Innovationsprojekt: Das TransnetBW Netzboosterkonzept
Eine Pilotanlage mit einer 250 MW / 250 MWh Batterie wird durch TransnetBW in Kupferzell, Baden-Württemberg bereits umgesetzt (IBN 2026). Weitere Informationen zum Netzbooster-Projekt in Kupferzell finden Sie hier.
Ablauf und Meilensteine HydrogREenBoost-Projekt
Arbeitspaket I
Einrichtung eines Netzlabors: Dabei wird das Zusammenspiel der technischen Teilkomponenten im Labor erprobt und erlebbar gemacht.
Arbeitspaket II
Modellierung der Anlage und der Netzdienlichkeit: Dabei werden die technischen Komponenten im Detail modelliert und Stromlastflüsse berechnet. Verschiedene Standorte werden bewertet.
Arbeitspaket III
Erstellung eines Umsetzungskonzepts: Für den großtechnischen Einsatz einer HydrogREenBoost-Anlage wird ein Umsetzungskonzept erstellt, dass sowohl systemdienlich als auch wirtschaftlich ist.
FAQ
Häufig gestellte Fragen
Die Turbine des HydrogREenBoost muss im Einsatzfall mit Wasserstoff versorgt werden. Für einen sicheren Netzbetrieb muss daher jederzeit Wasserstoff zur Verfügung stehen. Der Ausbau des Gasnetzes wird aktuell geplant und die benötigte Infrastruktur mittelfristig zur Verfügung stehen. Zunächst plant das Projekt HydrogREenBoost noch mit einem Wasserstoffspeicher. Eine Anbindung ans Wasserstoffnetz ist aber genauso denkbar.
Ziel des HydrogREenBoost ist es, wichtige Systemdienstleistungen für das Stromnetz zu erbringen. Ihre Wirksamkeit kann die Anlage dort am besten entfalten, wo es häufig zu Engpässen im Stromnetz kommt. Bei einem Engpass ist es meistens so, dass die Übertragungskapazität des Stromnetzes nicht ausreicht, um die Energie aus den Offshore-Windparks im Norden zu den Verbrauchszentren im Westen und Süden zu transportieren. In solchen Fällen muss die Erzeugung im Norden abgeregelt und im Süden hochgefahren werden. Der HydrogREenBoost kann systemdienlich eingesetzt werden, wenn er im Westen oder Süden steht, wo er bei einem Engpass Energie einspeisen und den Engpass heilen kann.
Der Norden Deutschlands wird voraussichtlich über mehr lokal erzeugten Wasserstoff verfügen als der Süden, weil sich die windreiche Küste als Elektrolyseur-Standort anbietet. Als Instrument der Netzsicherheit kann der HydrogREenBoost aber nur dort wirken, wo sein Speicher als Systemdienstleistung gebraucht wird: Im Westen und Süden Deutschlands.
Diese Fragestellung wird aktuell im Projekt untersucht und bewertet. Letztendlich soll der volkswirtschaftliche Nutzen der unterschiedlichen Anlagenkonzepte optimiert werden. Zentrale größere Anlagen können Skaleneffekte ausnutzen und so Kosten reduzieren. Aber auch dezentrale Anlagen haben das Potential, netzdienlich und volkswirtschaftlich sinnvoll zu arbeiten. Beide Konzepte haben Vor- und Nachteile. Die Lösung im gesamten Energiesystem wird voraussichtlich eine Mischung sein.
Eine angestrebte HydrogREenBoost-Großanlage, die auf der Höchstspannungsebene genutzt werden soll, muss Leistung im hohen Megawatt-Bereich bereitstellen. Diese Leistungsgröße kann von Brennstoffzellensystemen derzeit nicht bereitgestellt werden. Deshalb wird das System HydrogREenBoost auf eine Wasserstoff-Turbine ausgelegt. Zudem sind die Investitionskosten bei Brennstoffzellensystemen in diesen Dimensionen deutlich höher als bei Gasturbinen.
Mediathek
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Kontakt
Haben Sie Fragen zum Projekt oder möchten Sie sich hierzu mit uns austauschen?
Dann schreiben Sie eine E-Mail an Jonas Lotze, Projektleiter HydrogREenBoost.
