Energiemodul der Zukunft

Für eine erfolgreiche Transformation und Energiewende braucht es qualifizierte Fachkräfte – sei es in der Planung, im Handwerk oder in der Industrie. Im Rahmen des Projekts „Energiemodul der Zukunft“ (EmZ) will das Technologiezentrum Nordenham daher jungen Menschen aufzeigen, welche Anforderungen im Bereich der Erneuerbaren Energiesysteme bestehen und exemplarisch darstellen, wie die Energieversorgung des Technologiezentrums auf Erneuerbare umgestellt werden kann. Hierzu soll auch Wasserstoff zum Einsatz kommen, wofür das Projekt vom Land Niedersachsen gefördert wird.

Die Stadt Nordenham und der Landkreis Wesermarsch haben 2009 die Zukunftszentrum Technologie Nordenham-Wesermarsch GmbH (ZTNW GmbH) gegründet, um in Nordenham ein Technologiezentrum (TZN) zu errichten und zu betreiben. Dieses wurde 2011 fertiggestellt und soll nun im Rahmen des Projekts „Energiemodul der Zukunft“ verstärkt durch Erneuerbare Energien versorgt werden.

Um die Energiewende im Technologiezentrum Nordenham erfolgreich umzusetzen, werden im ersten Schritt mit eigenen Mitteln (außerhalb der Förderung) zwei PV-Anlagen mit je ca. 120 kWp installiert. Die PV-Anlagen haben dabei insbesondere die Aufgabe, einen Teil des eigenen Betriebes mit erneuerbarem Strom zu versorgen. Überschüssige Energie soll zunächst in einem Kurzzeit-Batteriespeicher zwischengespeichert werden – ist dieser vollgeladen, wird weitere überschüssige Energie in einen Elektrolyseur geleitet. Bei der anschließenden Elektrolyse soll das PEM-Verfahren (Protonen-Austausch-Membran) zur Anwendung kommen, um möglichst dynamisch auf Lastwechsel reagieren zu können. Die aus Wasser gespaltenen Anteile Wasserstoff und Sauerstoff werden nach der Elektrolyse aufbereitet und anschließend in Druckgastanks und Flaschenbündel (16er Bündel) gespeichert. Im Bedarfsfall kann der Wasserstoff anschließend mittels Brennstoffzelle für die Versorgung des Betriebs genutzt werden. Der Sauerstoff soll dabei als Oxidationsmittel zum Einsatz kommen. Am Technologiezentrum Nordenham soll die Eigenverbrauchsquote von erneuerbaren Energien durch die verschiedenen Maßnahmen deutlich erhöht werden. Sollte darüber hinaus überschüssiger elektrischer Strom anfallen, wird dieser in das Stromnetz der EWE eingespeist. Auch das notwendige Wasser für die Elektrolyse wird nicht aus dem Standard-Wasseranschluss entnommen, sondern aufgefangenes Regenwasser der Hallendächer genutzt. Dieses wird in Behältern aufgefangen und durch Umkehrosmose zu Reinstwasser aufbereitet. „Das ist für uns ein weiterer wichtiger Teil für die Ressourcenschonung über den gesamten Prozess“, so Dieter Sichau, Geschäftsführer des Technologiezentrums Nordenham.

Ein weiterer Baustein des Projekts liegt in der sogenannten „PtX-Technologie“ (Power to X). Hierbei wird der erneuerbare Strom zunächst dazu genutzt, Wasserstoff herzustellen. Anschließend kann dieser z.B. durch Methanisierung für verschiedene Anwendungszwecke aufbereitet werden – so u.a. als Rohstoff für die chemische Industrie (Power to Chemicals), als Antriebsenergie von Fahrzeugen, Schiffen und Flugzeugen (Power to Fuels) oder für die Rückverstromung mit Brennstoffzellen. Da der Wirkungsgrad aufgrund der Umwandlungen verringert wird, soll ein zusätzlich integrierter Wärmetauscher die Abwärme der Brennstoffzelle nutzen, um einen Beitrag zur Gebäudeerwärmung leisten zu können. Hierdurch kann der Gesamtwirkungsgrad erhöht werden.

Schließlich ist geplant, exemplarisch eine weitere Einsatzmöglichkeit für den erzeugten Wasserstoff im Mobilitätsbereich zu schaffen. So soll der Wasserstoff – mittels einer Brennstoffzelle, Batteriespeicher und Elektromotor – bei einem kleinen Sportboot und einem Gabelstapler zum Einsatz kommen.

Im Rahmen des Projekts soll es während der jeweiligen Maßnahmen und Schritte zudem für Studierende die Möglichkeit geben, Bachelor- oder Masterarbeiten zu verfassen. Auch Schülerinnen und Schüler der weiterführenden Schulen sowie Auszubildende sollen die praktische Demonstration des Anlagenbetriebs erläutert bekommen, damit die neuen Technologien allen Interessierten nähergebracht werden.  Hiermit soll dem Ziel des Technologiezentrums nachgekommen werden, junge Menschen praxisnah Wissen zum Energiesystem der Zukunft zu vermitteln.