Microgrids mit Wasserstoff: Autarke Energie für Wohn- und Gewerbegebiete

Prof. Dr.-Ing. Uwe Werner forscht an der Hochschule Bremerhaven an autarken Inselnetzen, die fast vollständig mit erneuerbaren Energien funktionieren. Seit 2021 steht vor Haus C der Hochschule ein Microgrid-Container. Er wurde als Testlabor im Projekt "Wasserstoff – Grünes Gas für Bremerhaven" entwickelt und enthält unter anderem Elektrolyseur, Brennstoffzelle und Stromwandler. Die Energie liefern Photovoltaik- und Windenergieanlagen auf dem Dach. Laut Werner versorgt das Microgrid die Maschinenhalle in Haus C, überschüssige Energie wird in Batterien und als Wasserstoff gespeichert. An manchen Tagen kann zusätzlich Strom ins Netz eingespeist werden, das Gebäude ist dann nahezu autark.

Das Prinzip ließe sich auf Wohngebiete übertragen

Nach Einschätzung von Werner lässt sich ein solches System grundsätzlich für jedes Wohngebiet planen. Nötig wären ein größerer Container und mehr Gasflaschen für den Wasserstoff. Mit einer Wärmepumpe könnten die Gebäude auch beheizt werden. Denkbar ist, dass Hauseigentümer mit Photovoltaik- oder kleinen Windenergieanlagen gemeinsam Energie für das Inselnetz erzeugen. Energie, die nicht direkt verbraucht wird, würde per Elektrolyse in Wasserstoff umgewandelt, gespeichert und bei Bedarf wieder in die Häuser geleitet. Reicht die Energie nicht aus, könnte weiter Strom aus dem Netz bezogen werden, laut Werner über das Jahr gesehen aber deutlich weniger.

Offshore-Windstrom soll als Wasserstoff an Land kommen

Im Projekt "wind2hydrogen" unter Leitung von Werner untersuchen Forschende, wie sich Energie von Offshore-Windenergieanlagen direkt auf einer Plattform speichern lässt. Nach seinen Angaben kann die offshore erzeugte Energie nicht ohne Weiteres vollständig per Kabel transportiert werden. Um die Netze nicht zu überlasten, werden Anlagen abgeschaltet. Stattdessen könnte die Energie als Wasserstoff per Schiff an Land gebracht und in Gaswerke eingespeist werden. Alternativ könnten Lkw mit Wasserstofftanks das Gas direkt liefern.

Im Lune Delta entsteht ein autarkes Gewerbegebiet

Im Süden Bremerhavens entsteht im Lune Delta ein nachhaltiges Gewerbegebiet, das autark und ausschließlich mit erneuerbarer Energie versorgt werden soll. Das Projekt "IWAS Lune Delta" untersuchte unter anderem, ob ein Microgrid neben Strom auch Wärme sicher bereitstellen kann. Dabei entstand ein Tool, das den Wärme- und Stromverbrauch verschiedener Unternehmen berechnet. So lässt sich prüfen, ob es sinnvoll ist, dass sich mehrere Firmen zusammentun, etwa um Abwärme zu nutzen. Im Optimalfall könnte das Gebiet laut Werner ganz ohne Anschluss an Strom- und Wärmenetz auskommen.

Die Forschung an Wasserstoffspeichern geht weiter

Mit "H2Metastore" läuft an der Hochschule ein weiteres Projekt. Werner arbeitet darin mit anderen Forschenden an einem Tanksystem für komprimierten Wasserstoff.