Dass es eine Welle von Wasserstoff-Entwicklungen geben wird, konnte man schon auf den Messen der vergangenen Jahre sehen. Dieses Jahr machte sich die Welle bei den Einreichungen zu den pv magazine Storage Highlights bemerkbar. Es ist eine der großen Herausforderungen, die Wasserstoffproduktion auch dezentral kostengünstig möglich zu machen. An dieser Herausforderung arbeitet Enapter. Das Konzept des Unternehmens für den dezentralen Ansatz und das kleine 2,4 Kilowatt-Elektrolyse-Gerät überzeugte die Juroren. Es hat ein Ziel für die Kosten, die es erreichen will, und stellt ein Konzept vor, wie dieses Ziel erreicht werden kann, was ein Alleinstellungsmerkmal auf dem Markt zu sein scheint. Damit gehört Enapter zur Top 5-Gruppe der Gigawatt-Gewinner der pv magazine storage highlights auf der Energy Storage Europe 2020 in Düsseldorf.
Die Top 5 Speicher-Highlights stellen sich vor
pv magazine hat gemeinsam mit der Messe Düsseldorf im Vorfeld der Energy Storage Europe, die vom 10. bis 13. März in Düsseldorf stattfindet, eine Sonderausgabe produziert und eine unabhängige Jury aus renommierten Analysten und Industrieexperten (siehe unten) damit betraut, die 22 eingereichten Messehighlights zu bewerten. Zunächst stellen wir in einer Artikelserie die fünf besten „Gigawatt-Gewinner“ vor, danach die 5 „Megawatt-Gewinner“.
Am zweiten Messetag der Energy Storage Europe in Düsseldorf, am 11. März von 10:05 bis 11:25 Uhr, pitchen die 5 Gigawatt-Gewinner ihre Konzepte und Produkte auf dem Messeforum in Halle 8b, gefolgt von jeweils einer Diskussion mit dem Publikum und den Juroren. Für Besucher der Messe ist die Veranstaltung kostenlos.
Dort können Sie auch mit Thomas Chrometzka über die Wasserstoff-Elektrolyse-Technologie diskutieren. Er ist „Head of Strategy“ von Enapter.
Das Herz des kleinen Elektrolyseurs, der die Größe einer Mikrowelle hat, ist eine so genannte Anionen-Austausch-Membran, auf Englisch als AEM abgekürzt, durch die es sich von den PEM-Elektrolyseuren mit Protonen-Austausch-Membranen auf dem Markt unterscheidet. Der Vorteil sei, dass bei der Enapter-Technologie keine Säuren zum Einsatz kommen, die stark korrodierend wirken. Dadurch würden für die Elektroden keine teuren Edelmetalle benötigt.
Bei der anvisierten Lebensdauer von 30.000 Stunden werde derzeit ein Preis von 6,70 Euro pro Kilogramm Wasserstoff erreicht, was 20 Cent pro Kilowattstunde Heizwert entspricht. Bei den Angaben sind allerdings keine Kosten für die 54 Kilowattstunden Strom berücksichtigt, die für die Produktion eines Kilogramms Wasserstoff aktuell noch notwendig sind.
Klare Vorstellung zur Kostenreduktion
Die Kosten liegen damit im Rahmen dessen, was auch sonst für aus Elektrolyse produzierten Wasserstoff möglich ist, wobei die Spanne auf dem Markt groß ist. Sie liegen damit aber vermutlich noch einen Faktor zwei bis drei über dem, was per Dampfreformierung aus fossilen Rohstoffen hergestellter Wasserstoff kostet.
Cover: pv magazine energy storage highlights 2020
Doch Enapter hat klare Vorstellungen, wie die Kosten weiter sinken sollen. Vor kurzem habe man das Produktionsvolumen der Fabrik in Pisa verachtfacht und Kosten um 20 Prozent gesenkt. Durch weitere Skalierung der Produktion zu großen Stückzahlen soll „deutlich vor dem Jahr 2030“ das Kostenziel von 1,50 Euro pro Kilogramm erreicht werden. Dazu soll in Pisa in vier bis fünf Jahren eine Fertigung von 100.000 Einheiten pro Jahr anlaufen.
Gründer und Geschäftsführer Jan-Justus Schmidt zieht Parallelen zur Computerwelt, um das Konzept plausibel zu machen. Dezentrale PCs haben die Großrechner zu einem großen Teil abgelöst, da sie durch die hohen Stückzahlen günstiger zu produzieren sind als Großrechner mit kleinen Stückzahlen. In ähnlicher Art soll das Enapter-Produkt die Kosten im Vergleich zu den Kosten zentraler Elektrolyseure senken, die nicht industriell gefertigt werden.
Die Lebensdauer des AEM-Elektrolyseurs sei nicht von einer kalendarischen Alterung betroffen, sondern ausschließlich von der Anzahl der Betriebsstunden abhängig, teilt Enapter mit. Auch Start- und Stoppzyklen hätten auf die robuste Zellchemie keinen entscheidenden Einfluss. Das Gerät muss also nicht, um wirtschaftlich zu sein, durchgehend voll ausgelastet werden.
Pro Stunde Betrieb 10 Kilometer mit dem Brennstoffzellenfahrzeugkfahren
Somit wäre er hervorragend geeignet, um auch kleine überschüssige Strommengen, die zum Beispiel an häuslichen Solaranlagen anfallen in Wasserstoff zu verwandeln. Ein Gerät produziert in der Stunde etwa 40 Gramm Wasserstoff. Diese Menge reicht laut Hersteller bei der Rückverstromung in einer Brennstoffzelle für ein Kilowatt Strom. Oder man kann damit in einem Brennstoffzellenfahrzeug rund 10 Kilometer weit fahren. Ein von Enapter beschriebener Anwendungsfall ist beispielsweise ein Back-up-System für länger anhaltende Stromausfälle zum Beispiel nach Naturkatastrophen. Ein anderer die Saisonspeicherung von Energie an abgelegenen Orten oder der Betrieb einer eigenen Wasserstofftankstelle im Gewerbe.
Am Ende werden Kostenstruktur und Märkte entscheiden, wo dezentrale und wo zentrale Konzepte wettbewerbsfähiger sind. Dezentrale Konzepte, neben dem, was Enapter behauptet, könnten Netzkosten sparen. Auf der anderen Seite werden große Mengen Wasserstoff in der Industrie benötigt, was die Elektrolyseure im großen Maßstab begünstigt. Natürlich kann man letztendlich auch Enapters Geräte stapeln. Etwa 416 Elektrolyseure entsprechen einer elektrischen Leistung von 1 Megawatt. Sie würden 208 Kubikmeter oder etwa 14 Kilogramm Wasserstoff pro Stunde erzeugen.
Kommentare der Juroren
Florian Mayr: „Grüner Wasserstoff wird einer der Schlüsselbestandteile sein, um eine maximale Dekarbonisierung zu erreichen, aber die Kosten müssen noch erheblich gesenkt werden. Enapters Ansatz, die Kosten durch kostengünstige Materialien und die Massenproduktion von standardisierten und stapelbaren Elektrolyseuren in kleinem Maßstab zu reduzieren, scheint vielversprechend zu sein.“
Mark Higgins: „Kostengünstiger, dezentraler grüner Wasserstoff ist ein einzigartiges Konzept; sollte sich das kommerzielle Modell als tragfähig erweisen, hat Enapter ein wirklich einzigartigen Mehrwert entwickelt“.
Die pv magazine storage highlight Jury:
Nina Munzke arbeitet seit 2012 am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und ist dort Teamleiterin des Bereichs „Systemsteuerung und Analyse“. Am Elektrotechnischen Institut des KIT legte sie ihren Schwerpunkt auf Energiespeichersystemen. Munzke hat umfangreiche Erfahrung auf dem Gebiet der Dimensionierung und Simulation, zusätzlich zur Entwicklung von intelligente Systemsteuerung für die stationäre Speichersysteme. Sie ist außerdem Expertin für die Bewertung der Leistung stationärer Speichersysteme.
Xavier Daval ist ein internationaler Photovoltaik- und Speicherexperte, und der CEO der französischen solartechnischen Beratungsfirma Kilowattsol SAS, die die er 2007 gegründet hat. Daval ist Ingenieur und der ehemalige EMEA-Direktor eines börsennotierten Herstellers in der Elektronikbranche. Er ist auch Vizepräsident der französischen Verband für erneuerbare Energien Syndicat des Energien Renouvelables (SER), der Vorsitzende der Solarkommission SER-SOLER, und der Direktor des Global Solar Council.
Julian Jansen leitet bei IHS Markit Technology die weltweite Forschung der Gruppe zu stationären Energiespeichern. Er bietet Einblicke zu den Triebkräften am Markt und zu neu aufkommenden Geschäftsmodellen, , die zu einem beschleunigen Zubau in ganz Europa und Nordamerika führen. Jansen liefert auch strategische Beratung für Projekte mit neuen Energietechnologien.
James Frith führt das Energiespeicher-Team bei BloombergNEF. Er leitet die Berichterstattung über Energiespeichertechnologien und die Lithiumbatterie-Versorgungskette, die Erkenntnisse über Technologie, Märkte, Politik und Regulierung liefert. Er nutzt seinen Hintergrund in Batterieforschung, um wichtige Fakten zu den chemischen Zusammensetzungen, Anwendungen und Märkte für Lithium-Ionen-Batterien zu analysieren.
Florian Mayr ist Partner bei Apricum und Experte für Energiespeicher, erneuerbare Energien und Elektromobilität. Mayr unterstützt Unternehmen auf der ganzen Welt, um im Bereich Cleantech zu wachsen, indem zu Strategie und zu Transaktionen in diesem Sektor berät. Vor seinem Eintritt bei Apricum war Mayr acht Jahre in leitender Position bei McKinsey & Company und dem Energiekonzern RWE tätig.
Mark Higgins ist der COO von Strategen. Das Unternehmen fokussiert sich auf professionelle Dienstleistungen für die Marktentwicklung im Bereich Dekarbonisierung der Netze. Higgins ist auch im Vorstand der Vehicle-Grid-Integration Council, einer gemeinnützigen Organisation, die sich für die Förderung des intelligenten Ladens von Elektrofahrzeugen verschrieben hat. In der Vergangenheit war er als Netzbereich West bei SunEdison bei Sunedison tätig, als Vizepräsident für Finanzen bei Hu Honua Bioenergy und als Leiter für die Bereiche Politik, Zusammenschaltung und Übertragungsplanung bei Pazifik Gas & Elektrik.
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Wirklich Kostenziel von 1,5 Euro pro Kilowattstunde, oder nicht eher 1,5 Euro pro Kilogramm Wasserstoff?
Vielen Dank für den Hinweis. Sie haben vollkommen Recht. Wir haben den Fehler berichtigt.
wie bringe ich den so produzierten Wasserstoff zur Brennstoffzelle resp. ins Auto hinein?
Tolle Sache nicht fürs Auto gedacht, sondern für den Wasserstoff für die Brennstoffzelle im Heizkeller. Da kann man sehr hohe Stückzahlen für Kleinanlagen erreichen. Gleiches gilt ja auch für die einfachen PEM-Brennstoffzellen im Gegenzug. KWK der Zukunft.
Ist ein weiter Weg wenn die kWh Gas 4 Cent kostet….
Ins Auto tanken bei 300Bar aus dem Keller?
Das wird nix. Wenn es niemand kauft dann skaliert da auch nichts.