Ob beim Heizen, Autofahren oder der Stromerzeugung: Noch immer werden zur Energiegewinnung fossile Energieträger wie Kohle, Öl und Erdgas verbrannt und dabei große Mengen CO2 freigesetzt – die wichtigste Ursache für den Klimawandel. Die TH OWL erforscht in einem Leuchtturmprojekt in Dörentrup an Alternativen.
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Dörentrup. In Dörentrup setzen die Forscher der TH OWL auf Wasserstoff als Hoffnungsträger – zur Energieerzeugung und -speicherung. Schon heute wird aus Wind und Sonne auf klimafreundliche Weise Energie erzeugt. Doch weder Wind noch Sonne richten sich danach, wie viel Energie gerade wo gebraucht wird. Häufig fehlen geeignete Speichermöglichkeiten, um Schwankungen bei Flaute oder Dauersonne auszugleichen und dem Auseinanderlaufen von Angebot und Nachfrage entgegenzuwirken. „Aktuell schalten wir in Deutschland mehr Ökostrom ab als Berlin pro Jahr verbraucht“, erklärt Timo Broeker, Transfermanager und Projektmitarbeiter an der TH OWL.
Hier setzt KraftwerkLand an. So heißt das kompakte, innovative Speicherkraftwerk, das am Innovationszentrum Dörentrup steht. Es wandelt in einem ersten Schritt die Energie aus einer PV-Anlage und einem Windrad in Wasserstoff um. Dabei wird Wasser in einem sogenannten Elektrolyseur in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Pro Stunde ließen sich so bis zu 500 Liter Wasserstoff herstellen, der in einem Spezialtank gespeichert wird, so Broeker. Durch die hohe Energiedichte ist diese Speicherung in chemischer Form eine vielversprechende Technologie. Über eine Brennstoffzelle lassen sich bei Bedarf aus dem Wasserstoff wieder Strom oder Wärme erzeugen.
In einem zweiten Schritt kann der grüne Wasserstoff aber auch zu Methan, also Erdgas umgewandelt werden, das wiederum zur dezentralen Energieversorgung von Wohnquartieren, landwirtschaftlichen Betrieben oder Gewerbegebieten genutzt werden könnte. Die Umwandlung geschieht in einem Bioreaktor. Kleine einzellige Mikroorganismen produzieren unter Zuführung von Kohlendioxid das Methan. „Wir verwenden Archaeen. Die lieben CO2, denn sie stammen aus einer Zeit, als es davon noch deutlich mehr gab in der Erdatmosphäre”, sagt Broeker.
Die ganze Anlage ist kompakt, der Aufbau passt in zwei Container. Das sei zwar ein kleiner Maßstab, aber eben eine echte Anlage und kein Laborgerät, betont Broeker. Und sie kann verschiedene, auch deutlich größere Szenarien simulieren. So lassen sich auch Machbarkeitsstudien unter realen Bedingungen entwickeln: Kann der Landwirt seine alte Ölheizung rausschmeißen und stattdessen auf Energieversorgung durch Wasserstoff setzen? Wie kann ein Industrieunternehmen seine Produktion mit Wasserstoff klimagerechter machen oder wie groß muss ein Kraftwerk auf Wasserstoffbasis sein, um ein ganzes Wohngebiet versorgen zu können?
Aufs große Ganze gesehen ergeben sich aus der Forschung der TH also auch Antworten auf die Frage, wie die Energiewende gelingen kann. Und die liegt für Timo Broeker eben auch im Wandel von wenigen großen Kraftwerken hin zu dezentraler Versorgung mit mehreren kleineren Erzeugern. „Rein technisch gesehen ist die Wärme- und Energiewende durchaus machbar. Aber manches ist aufwendig und alles muss effizient miteinander verbunden sein“, sagt Broeker.
Digitalisierung ist hier ein Stichwort. Computer oder sogar KI-gestützte Systeme können beispielsweise auch aktuelle Wetterdaten einbeziehen, kennen den aktuellen Strompreis, das Netzverhalten und den Bedarf und stimmen so alles digital aufeinander ab, um eine optimale Auslastung von Solar- und Windkraftanlagen zu erreichen. Hier arbeite die TH unter anderem mit Phoenix Contact TH zusammen, um eine intelligente Automatisierung hinzubekommen, erklärt Broeker.
Der Fokus liege eindeutig auf dem ländlichen Raum, denn hier wird der überwiegende Teil der erneuerbaren Energien gewonnen. „Die Energiewende findet vorrangig auf dem Land statt. Davon können wir als Region in OWL profitieren“, betont Broeker.
