EnBW-Brennstoffzellen-Programm mit ersten Ergebnissen

Brennstoffzelle im Thermalbad Mingolsheim beendet planmäßig einjährigen Probebetrieb

Die erste Anlage des EnBW-Brennstoffzellen-Programms beendet planmäßig ihren Pilotbetrieb im Thermalbad in Mingolsheim bei Karlsruhe. Die 250-kW-Brennstoffzelle von Alstom Ballard hat in 13 Monaten knapp 1100 MWh Strom und über 900 MWh Wärme für die Versorgungseinrichtungen des Thermalbads erzeugt. Eingesetzt als Teil eines speziellen Energiemanagements wurde sie mit variabler Leistung betrieben und war im Durchschnitt zu 50 Prozent ausgelastet. Sie ist eine von fünf Anlagen, die der Hersteller Alstom Ballard zu einem Feldversuch nach Europa geliefert hat. „Die Ergebnisse, die wir mit der Anlage in Mingolsheim erzielt haben, sind herausragend“, freut sich Prof. Thomas Hartkopf, Technikvorstand bei der EnBW Energie Baden-Württemberg AG. Auch Markus Hoppe, Geschäftsführer des Thermariums in Mingolsheim, zeigt sich zufrieden: „Der parallele Betrieb der Brennstoffzellenanlage mit zwei konventionellen Blockheizkraftwerken und einem Spitzenlastkessel verlief erfolgreich und ohne nennenswerte Probleme.“ Mit dem Brennstoffzellen-Programm will die EnBW ihren Kunden neue umweltschonende Energietechnologie zur Verfügung stellen und Schrittmacherdienste für innovative Zukunftstechnologien leisten.

„Brennstoffzellen sind heute ausnahmslos Vorserienprodukte“, so Dr. Wolfram Münch, Leiter des Unternehmensbereichs Forschung, Entwicklung und Demonstration der EnBW. Die Mingolsheimer Zelle wandelte die Energie des Erdgases zu 34 Prozent in Strom. Die Nutzung der Abwärme eingeschlossen, erreichte sie eine Effizienz von 75 Prozent. Schwächen im Betrieb traten überraschenderweise nicht bei der Brennstoffzelle auf, sondern in der Anlagenperipherie, hauptsächlich in der Gasaufbereitung, die aus Erdgas und Wasserdampf Wasserstoff für die Brennstoffzelle erzeugt. „Unser Feldtest mit verschiedenen Brennstoffzellenanlagen bei Kunden zeigt jedoch auch, dass das Herz der Brennstoffzelle, die Membran-Elektroden-Einheit, noch billiger und haltbarer werden muss“, so Münch weiter. Die Betriebserfahrungen, die die EnBW nicht zuletzt durch die Wartung der Anlage mit eigenen Mitarbeitern während des Probebetriebs sammeln konnte, sind laut Münch positiv: „Die dabei gewonnenen Erkenntnisse fließen direkt in die Weiterentwicklung der Brennstofftechnologie ein und von der technologischen Kompetenz der EnBW können unsere Kunden profitieren.“ Die Anlage soll der Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden.

Die Mingolsheimer Brennstoffzellenanlage ist Teil eines größeren, vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Forschungsvorhabens EDISon (Intelligente Energieverteilungsnetze mit dezentralen innovativen Energiewandler-, Speicher- und Kommunikationssystemen). Dieses hat zum Ziel, gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Forschung innovative Konzepte für den Betrieb von Verteilungsnetzen mit dezentralen Erzeugungseinheiten und Energiespeichern zu finden. In Mingolsheim wurde ein dezentrales Energiemanagementsystem aufgebaut, das die elektrische Erzeugung im Ortsnetz dem Verbrauch angleichen soll, um dieses Netz unabhängig von äußerer Energiezufuhr zu halten. Hierzu wurden die Brennstoffzelle wie auch die bestehenden Blockheizkraftwerke des Thermalbades genutzt.

Weitere Brennstoffzellenanlagen mittlerer sowie kleiner Leistung betreibt die EnBW mit Partnern im Michelin-Reifenwerk Karlsruhe sowie an mehreren Orten in Baden-Württemberg als Heizgeräte für Gebäude. Bei Michelin unterstützt eine 250-kW-Schmelzkarbonat- Brennstoffzelle von MTU die Herstellung von LKW-Reifen mit Prozessdampf und Strom. 11 Brennstoffzellenheizgeräte des Schweizer Herstellers Sulzer Hexis hat die EnBW bei ausgewählten Partnern installiert, davon 4 bei Privatkunden. Bis Ende des Jahres 2006 plant die EnBW insgesamt rund 55 dieser dezentralen Brennstoffzellenheizgeräte an ausgewählten Standorten zu installieren und im Echtbetrieb zu testen. Da diese Brennstoffzellenheizgeräte derzeit noch nicht verkäuflich sind, installiert und betreibt die EnBW diese Anlagen im Rahmen ihres Wärmelieferungspakets EnBW Cell Plus.

Die Brennstoffzelle erzeugt elektrischen Strom direkt aus der chemischen Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser. Die Zelle besteht aus zwei Elektroden, die durch eine Membran getrennt sind. Der einen Elektrode wird Wasserstoff zugeführt, der anderen Sauerstoff. Die Membran trennt die Gase und lässt nur geladene Wasserstoff-Ionen passieren, was die sonst explosionsartige Knallgasreaktion verhindert. Alstom Ballard verwendet Brennstoffzellen dieses Typs. Sie heißen PEM-Brennstoffzellen (PEM = Proton Exchange Membrane).