Brennstoffzelle geht ans Netz

Vor wenigen Monaten ging die große Reise des Schwergewichts vom kanadischen Vancouver ins Ruhrgebiet zu Ende. Nun pumpt das 20 Tonnen schwere und über sieben Meter lange Herz des Energieversorgungssystems »PEM-Oberhausen«. Am 27. August setzte es Ernst Schwanhold, der nordrhein-westfälische Minister für Wirtschaft und Mittelstand, Energie und Verkehr, mit einem Druck auf den roten Knopf in Betrieb. Auf dem Gelände des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT muss das Energiebündel nun seine Leistungsfähigkeit unter Beweis stellen. Mit Mikroturbine, Gasmotor und Kältemaschine dient es der dezentralen Energieversorgung.

Nach den technischen Herausforderungen, die Einzelkomponenten optimal aufeinander abzustimmen, freut sich Dr. Ralf Hiller nun auf den Versuchsbetrieb. Er und seine Mitarbeiter werden ermitteln, wie sich die Anlage bei wechselnden Belastungen verhält und wie zuverlässig sie arbeitet. »Wirkungsgrad und Betriebskosten sind die wesentlichen Parameter, die darüber entscheiden, ob sich solche kleineren Kraftwerke dauerhaft zur Energieerzeugung durchsetzen können«, weiß der Projektleiter. »Noch verwenden wir Erdgas als Brennstoff. Doch wenn wir mit unseren Partnern genügend Erfahrungen gesammelt haben, werden wir die Anlage mittelfristig auf Grubengas umstellen. Das wäre weltweit bisher einmalig.«

Die Zusammensetzung der Grubengase, die nicht nur im Ruhrgebiet in großen Mengen aus Kohlebergwerken abgesaugt werden, bereitet Probleme. Anders als für den Betrieb gängiger Gasmotoren müssen sie für die Brennstoffzelle aufwendig gereinigt werden. Zunächst wird das im Grubengas enthaltene Methan angereichert. Ein in die Anlage integrierter Reformer wandelt das Gas um, sodass es schließlich zu rund siebzig Prozent aus Wasserstoff besteht.

Was kommt aus der Anlage heraus? Zunächst natürlich elektrischer Strom bei einem Wirkungsgrad von 40 Prozent. 212 Kilowatt ent-sprechen dem Verbrauch einiger hundert Einfamilienhäuser. Der elektrische Teil der Anlage wandelt ihn um und speist ihn ins kommunale Netz ein. 240 Kilowatt Prozesswärme werden dazu genutzt, das Institutsgebäude zu heizen. Damit nicht genug: Die in das Blockheizkraftwerk integrierte Mikroturbine erzeugt noch einmal halb so viel Strom und Wärme wie die Brennstoffzellen selbst.