EnBW und Siemens planen erstmals Brennstoffzellenkraftwerk der Megawatt-Klasse

Die EnBW Energie Baden-Wuerttemberg AG und Siemens Power Generation wollen gemeinsam ein hocheffizientes Brennstoffzellen-Hybridkraftwerk errichten. Angestrebt ist der Bau eines Demonstrationskraftwerks der Megawatt-Klasse. Ziel des Testprojekts ist, einen deutlich hoeheren Wirkungsgrad zu erreichen und damit bis zu 70 Prozent der eingesetzten Brennstoffenergie in Strom umzuwandeln. Bis 2008 sollen die hierfuer notwendigen Grundlagen erarbeitet werden, auf deren Basis zunaechst eine Pilotanlage gebaut wird. Ab 2012 folgt dann das geplante Brennstoffzellen-Hybridkraftwerk.

Der hohe Wirkungsgrad der Pilotanlage liegt deutlich ueber dem moderner, bereits bestehender Gas- und Dampfturbinenkraftwerke, die derzeit einen Wirkungsgrad von maximal knapp 60 Prozent erzielen. Erreicht werden soll die Effizienzsteigerung durch die Verbindung einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle mit einer Gasturbine im geplanten Hybridkraftwerk. Damit werden der Brennstoff noch besser ausgenutzt und die Emissionen minimiert.

Das Forschungsvorhaben ist langfristig angelegt und enthaelt sowohl intensive Grundlagenforschung als auch den Technologietransfer hin zu kommerziell nutzbaren Hybridkraftwerken. Kann das Projekt erfolgreich umgesetzt werden, steht die Hybridtechnologie etwa eine Dekade frueher zur Verfuegung als heute von Experten erwartet.

Siemens PG liefert fuer die erste wissenschaftliche Konzeptphase eine Hochtemperaturbrennstoffzelle vom Typ SOFC mit fuenf Kilowatt Leistung. „Wir freuen uns darauf, in einer langfristigen Innovationspartnerschaft mit EnBW und DLR die Grundlagen fuer eine breite Anwendung der Brennstoffzellen-Hybridtechnologie zu schaffen“, sagte Norbert Koenig, Mitglied des Bereichsvorstands von Siemens Power Generation. Das DLR Institut fuer technische Thermodynamik wird die Brennstoffzelle betreiben und analysieren.

„Mit Siemens haben wir einen kompetenten Partner fuer diese hoechst effiziente Zukunftstechnologie gefunden“, sagte EnBW-Technikvorstand Prof. Dr.-Ing Thomas Hartkopf. „Sie bringt uns deutlich voran in unserem Bestreben, mehr Strom aus immer weniger Brennstoff zu gewinnen und die Emissionen auf immer neue Minimalwerte zu senken.“ Die EnBW betreibt seit 2001 ein landesweites Programm zur Foerderung von Brennstoffzellen. Die Brennstoffzellen werden im realen Leistungsbetrieb direkt bei Kunden und Partnern eingesetzt, so dass die EnBW heute ueber entsprechende technologische Erfahrung aus dem Betrieb von ueber 20 Anlagen verfuegt. Seit 2006 liegen auch erste Erfahrungen mit Brennstoffzellen vor, die von Biogas gespeist werden.

In der ersten dreijaehrigen Projektphase werden anhand der Einzelkomponenten ein Betriebskonzept und ein entsprechendes Simulationsmodell entwickelt. Das zugehoerige Regelungskonzept entwickelt das Institut fuer Luftfahrttechnik der Universitaet Stuttgart. In der folgenden Phase sollen ab 2009 die Testkomponenten real gekoppelt und ab 2012 die Kopplung optimiert werden.

Speziell fuer dieses Projekt wurde mit Unterstuetzung der Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren am Standort des Deutschen Zentrums fuer Luft und Raumfahrt (DLR) eine institutsuebergreifende Forschungsgruppe gegruendet. Hierin buendeln das DLR und die Universitaet Stuttgart ihre Kraefte. Sprecher der Forschungsgruppe ist Prof. Dr.-Ing. Manfred Aigner vom DLR Institut fuer Verbrennungstechnik, das die am Institut betriebene Mikrogasturbine samt Laboreinrichtung zur Verfuegung stellt.

Festoxid-Brennstoffzellen (Solid Oxide Fuel Cell / SOFC) wandeln ueber eine elektrochemische Reaktion den Energiegehalt im Brennstoff direkt und sehr effizient in Strom und Waerme um. Im Unterschied zu bisherigen Brennstoffzellenanlagen wird in einem Hybridkraftwerk die Brennstoffzelle unter erhoehtem Gasdruck betrieben, was zu einer Leistungssteigerung bei gleichem Bauvolumen fuehrt. Die benoetigte Druckluft wird aus dem Kompressor der Gasturbine entnommen. Die heissen Abgase der Brennstoffzelle, in denen noch brennbare Stoffe enthalten sind, werden wiederum in den Brenner der Gasturbine geleitet. Mit dieser neuen Technik kann der Einsatz von fossilen Brennstoffen reduziert und damit die Umwelt geschont werden.

Das Geschaeftsgebiet „Stationaere Brennstoffzellen“ von Siemens PG mit Sitz in Pittsburgh, Pennsylvania, USA, ist weltweit fuehrend auf dem Gebiet der Festoxid-Brennstoffzellen.

Der Bereich Power Generation (PG) der Siemens AG ist eines der fuehrenden Unternehmen im internationalen Kraftwerksgeschaeft. Im Geschaeftsjahr 2005 (30. September) erzielte Siemens PG einen Umsatz von rund 8,1 Mrd. EUR und erhielt Auftraege in einem Umfang von 11 Mrd. EUR. Das Bereichsergebnis betrug 951 Mio. EUR. Siemens PG beschaeftigte zum 30. September 2005 weltweit rund 33.500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter.

Die EnBW Energie Baden-Wuerttemberg AG ist mit rund fuenf Millionen Kunden das drittgroesste Energieversorgungsunternehmen in Deutschland. Mit rund 18000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern hat die EnBW im Jahr 2005 einen Jahresumsatz von 10.769,3 Millionen Euro erzielt. Die Kernaktivitaeten der EnBW konzentrieren sich auf die Geschaeftsfelder Strom, Gas sowie Energie- und Umweltdienstleistungen.

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