Die Wasserstoff-Insel Öhringen: Großversuch gelingt (Quelle: Vega)
„Energiewende“ hat in Öhringen Tradition: Schon 1910 taten sich 29 Gemeinden aus dem Hohenlohe zusammen, um das „Überlandwerk Hohenlohe-Öhringen“ zu gründen. Ihr Ziel: Die Dörfer sowie Städte im Norden Baden-Württembergs in die elektrifizierte Neuzeit katapultieren. Dieser Pioniergeist lebt auch noch gut 110 Jahre später: In Öhringen transportierte das Nachfolgeunternehmen Netze BW erstmals über das lokale Erdgasnetz bis zu 30 % Wasserstoff. Dieser wird per Elektrolyse durch den Contracting-Bereich der EnBW erzeugt.
Während die Gründer ihrem Stolz durch eine Diesel-Generatorhalle im neoklassizistischen Baustil und Jugendstil-Elementen Ausdruck verliehen, kommt die direkt daneben errichtete Wasserstoffanlage eher nüchtern daher: An den zwei weiß lackierten 40-Fuß-Containern lassen lediglich die vielen Blitzableiterantennen auf die im Innern verbaute Hightech schließen: ein Wasserstoff-Elektrolyseur und eine Gas-Mischanlage. Stolz ist der Gasverteilnetzbetreiber trotzdem auf das Projekt: „Wir konnten zeigen, dass ein Mischgas aus Wasserstoff und Erdgas problemlos für die Beheizung von Gebäuden eingesetzt werden kann“, erklärt Projektingenieurin Daniela Wieland.
Heizen und kochen mit 30 % Wasserstoff
Rund 30 Haushalte in Öhringen waren über zwei Heizperioden in den Jahren 2022 und 2023 vom bestehenden Gasnetz „abgeklemmt“ worden. Sie heizten und kochten stattdessen mit Erdgas, dem bis zu 30 Volumenprozent Wasserstoff beigemischt war – die erste „Wasserstoff-Insel“ war geboren. „Die Wasserelektrolyse ist eine Möglichkeit, überschüssigen erneuerbaren Strom zu speichern“, erklärt D. Wieland, die sich im Bereich Technik Innovation bei Netze BW für die Energiewende einsetzt. Die Wasserelektrolyse ist eine wichtige Option in der Energiewende, weil erneuerbare Energien wie Wind- und Solarstrom nicht kontinuierlich zur Verfügung stehen: Da Strom bislang nicht in großem Maßstab gespeichert werden kann, müssen Wind- und Photovoltaikanlagen derzeit häufig abgeregelt werden, um das Stromnetz nicht zu überlasten. Hier setzt Wasserstoff als Speichermedium an: Mittels Elektrolyse kann überschüssiger Strom genutzt werden, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten. Der so erzeugte Wasserstoff lässt sich speichern und bei Bedarf entweder direkt als Brennstoff verwenden oder durch Rückverstromung wieder in Elektrizität umwandeln.
Doch können bestehende Erdgasleitungen überhaupt zum Transport von Wasserstoff oder Erdgas-Wasserstoff-Mischungen genutzt werden? Wie verhält sich die Mischung in den Leitungen und als Brenngas? Und wie sicher und zuverlässig funktioniert die dafür notwendige Technik im Alltag? „Diese Fragen lassen sich nicht theoretisch beantworten – es braucht den Großversuch“, berichtet D. Wieland weiter. Um Antworten zu erhalten, hat Netze BW gemeinsam mit Öhringer Bürgerinnen und Bürgern, Brennerherstellern, der Wissenschaft, dem lokalen Handwerk und weiteren Akteuren den Versuch gewagt. Der Praxistest beginnt bei der Elektrolyse und der Beimischung des Wasserstoffs zum Erdgas. Auf dem Betriebsgelände in Öhringen der Netze BW wird der Wasserstoff in einem Elektrolyseur des Herstellers Hydrogenics erzeugt. Die im ersten Container untergebrachte Anlage beinhaltet die Wasseraufbereitung per Umkehrosmose sowie vier Elektrolyse-Stacks. Im zweiten Container befindet sich die Mischgasanlage, die dazu dient, den Wasserstoff dem Erdgas in definierten Anteilen beizumischen.
Messtechnik sorgt für die richtige Mischung
In der Mischanlage spielt die Messtechnik eine zentrale Rolle: Durchfluss, Druck und Temperaturen müssen mit hoher Präzision überwacht werden. Denn eine technische Herausforderung besteht darin, die Sicherheit und Effizienz der Anlage bei unterschiedlichen Wasserstoffanteilen zu gewährleisten. Wasserstoff hat andere physikalische Eigenschaften als Erdgas, wie eine höhere Flammenausbreitungsgeschwindigkeit und eine geringere Energiedichte, was Anpassungen in der Gasaufbereitung und Verbrennungstechnik erfordert. Diese Aspekte machen das Monitoring sowie die genaue Messung der Gasmischung und der Betriebsparameter besonders wichtig. Die Messgeräte, die in Wasserstoffanwendungen eingesetzt werden, müssen besondere Herausforderungen meistern, denn Wasserstoff hat einzigartige physikalische und chemische Eigenschaften und muss zum Teil unter extremen Betriebsbedingungen hergestellt, gelagert und verarbeitet werden.