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Fallstudie

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Wasserstoff in Aktion

Pionierarbeit in Sachen Wasserstoffenergie: Enbridge-Pilotprojekt birgt großes Potenzial

Ein bahnbrechendes wasserstoffbetriebenes Kraft-Wärme-Kopplungs-System (KWK) in Kanada könnte die Zukunft nachhaltiger Energieversorgung in Nordamerika verändern.

Von Hydrogen Council

Beim Bestreben, nachhaltige Energie zu entwickeln, können kleine Schritte oft zu tiefgreifenden Veränderungen führen. Man denke nur an die ersten Elektroautos, Solaranlagen und sogar Windturbinen. All diese Projekte begannen als vergleichsweise kleine. Doch heute gilt jede dieser Technologien als Schlüsselelement des modernen Stromnetzes. Die Wasserstoffenergie befindet sich auf einem ähnlichen Weg, und neue Pilotprojekte bergen enormes Potenzial – darunter eine einzigartige Initiative, die vor kurzem nördlich von Toronto in Kanada ans Netz ging.

Dort haben Enbridge Gas und seine Partner 2G Energy und CEM Engineering in Zusammenarbeit ein wasserstoffbetriebenes Kraft-Wärme-Kopplungssystem (KWK) installiert, ein Pionierprojekt für Nordamerika. Ziel ist es, mit Wasserstoff aus dem Stromnetz der Provinz bis zu 921 TP3T des Strombedarfs und bis zu 581 TP3T der Heizlast des 120.000 Quadratmeter großen Technology Operations Centre (TOC) von Enbridge in Markham, Ontario, zu decken.1.

„Kohlenstoffärmerer Wasserstoff2 ist eine sauberere Energiealternative zu Erdgas, die verschiedene Sektoren dekarbonisieren könnte“, sagte Aqeel Zaidi, Manager für Technologieentwicklung bei Enbridge Gas. „Wir schätzen, dass die Nutzung der Abwärme des KWK-Systems in der Enbridge Power-to-Gas-Anlage in Markham bis zu 74.000 Kubikmeter Erdgas pro Jahr ersetzen könnte, das in den Kesseln verwendet wird, und die Treibhausgasemissionen vor Ort um etwa 143 Tonnen pro Jahr reduzieren könnte.3Das entspricht der Menge an Erdgas, die je nach Größe und Lage etwa 32 Haushalte pro Jahr verbrauchen.4.“

Noch wichtiger ist, dass das System als Proof of Concept für ein flexibles KWK-System dienen wird, das mit Wasserstoff, Erdgas oder einer Kombination aus beiden betrieben werden kann. Genau diese Art von Erfahrung und Innovation könnte sich für die umfassendere Energiewende als entscheidend erweisen.

Das TOC von Enbridge ist ein Wasserstoff-Mini-Hub, der Nordamerikas erste Power-to-Gas-Anlage, das erste Mischprojekt und nun auch das erste Wasserstoff-KWK-System des Kontinents beherbergt. Hier ist ein genauer Blick auf das System:

  • 115 kW KWK-Anlage von 2G Energy:
    • Generator mit Kolbenmotor, Wärmerückgewinnungssystem und weiteren Zusatzgeräten.
    • Integriert in die Warmwasser-Raumheizschleife des Gebäudes.
  • Kann mit 100%-Wasserstoff (H2) oder 100%-Erdgas (NG) und H2/NG-Gasgemischen betrieben werden.
  • Ein vollständiger Wechsel zwischen den beiden Kraftstoffen ist in etwa drei Minuten möglich.
  • Wird als Plug-and-Play-Paket im Container geliefert.
  • Stellfläche: 9,6 m x 3 m
  • NOx-Kontrolle:
    • Bei Wasserstofffeuerung ist keine selektive katalytische Reduktion (SCR) erforderlich.
    • Bei Gasfeuerung ist ein SCR erforderlich.

Für das Projekt fertigte und lieferte 2G Energy die Anlage und CEM Engineering übernahm die technische Beratung und Bauaufsicht. Hier ist ein detaillierter Überblick über die Rolle der einzelnen Projektpartner:

  • Enbridge-Gas:
    • Site-Host
    • Lieferung und Installation von Wasserstoffpipelines und -verkaufsstationen
    • Inbetriebnahme
  • 2G Energy Corp.:
    • Hersteller und Lieferant von KWK-Anlagen
    • Inbetriebnahme- und Wartungsvertrag
  • CEM-Technik:
    • Machbarkeitsstudie und Systemdesign
    • Baumanagement

Enbridge betrachtet das Projekt als eine vielversprechende Technologie im Rahmen seines Bestrebens, die Emissionen durch die Nutzung von Wasserstoff zu senken.

Wie auf der Website von Enbridge erklärt wird, hat Wasserstoffgas das Potenzial, ein wirksames Instrument bei der Umstellung auf kohlenstoffärmere Energie zu sein, indem es Erdgas ersetzt, das sonst in Gebäuden für den Heizbedarf verwendet würde.

Bei dem Projekt handelt es sich um ein spannendes Pilotprojekt, das Enbridge dabei helfen soll, die Wirksamkeit dieser Technologie zu verstehen und zu erkennen, wie sie in größeren Anwendungen eingesetzt werden kann.

Als Enbridge sein Blending-Projekt startete, war aus dem öffentlichen Feedback klar ersichtlich, dass die Reduzierung der CO2-Emissionen für die Kunden von Enbridge wichtig ist.5Das Projekt befindet sich auf dem Gelände von Enbridge und ist ein Beispiel für das Engagement des Unternehmens, Lösungen zu schaffen, die die Energiewende hin zu einer emissionsärmeren Wirtschaft unterstützen.

Das Projekt steht im Einklang mit Ontarios Bestreben, die CO2-Emissionen zu reduzieren und gleichzeitig den Umweltbedenken der Kunden Rechnung zu tragen.6.

Fotos von CEM Engineering

Den Weg für eine nachhaltige Energiewende ebnen

Um bedeutende Fortschritte in Richtung einer saubereren Energiezukunft zu machen, sind Pilotprojekte wie das Wasserstoff-KWK-System von Enbridge in Markham wichtige Schritte zur Reduzierung des Kohlenstoffausstoßes. Technologien, die die vorhandene Infrastruktur nutzen – und sowohl das Hauptstromnetz ergänzen als auch davon unabhängig sein können – sind für eine breitere Einführung von entscheidender Bedeutung. Diese Systeme müssen jedoch in der Praxis getestet werden, um Probleme zu identifizieren und zu lösen, die bei jedem neuen Mechanismus unvermeidlich auftreten.

Kurz gesagt muss dieses Wasserstoff-KWK-System seine Leistungsfähigkeit unter Beweis stellen, und das wird die Aufgabe der nächsten Monate sein. Während dieses Projekt voranschreitet, wird es weiterhin die Zustimmung derjenigen benötigen, die nach Lösungen suchen, um die Ziele zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes zu erreichen. Energiewenden erfordern nachhaltige öffentliche Unterstützung. Die wichtigen nächsten Fragen betreffen nicht nur die technologische Machbarkeit, sondern auch die Prioritäten. Die öffentliche Politik muss einen regulatorischen Rahmen und Anreizstrukturen fördern, die zu einer breiteren Einführung solcher innovativen, nachhaltigen Lösungen führen.

1 Berechnungen basierend auf dem historischen Energieverbrauch für das TOC.

2 Jede Beschreibung von Wasserstoff als „kohlenstoffärmer“ erfolgt im Vergleich zu Erdgas. Wie in der Verordnung über saubere Kraftstoffe der kanadischen Regierung, die Kohlenstoffintensität von Erdgas beträgt 68 gCO2e/MJ ( Pg 2800) und die Kohlenstoffintensität von Wasserstoff muss niedriger als 61 gCO sein2e/MJ (S. 2658) als kohlenstoffarmer Brennstoff zu betrachten, der Erdgas ersetzt.

3 Der CO2Die Treibhausgaseinsparungen basieren auf der Endnutzung und beinhalten die folgenden Annahmen und Berechnungen: 74.000 m3/Jahr Erdgas multipliziert mit dem Erdgasemissionsfaktor von 0,0019313 tCO2e/m3 Erdgas gemäß National Inventory Report 2024, Teil 2, Tabellen A6.1-1 und A6.1-3.

4 Der typische private Erdgasverbrauch in Ontario, Kanada liegt zwischen 2.200 und 2.400 m3 pro Jahr. 

5 dec_order_EGI_Low Carbon Energy LTC_20201029 (4).PDF S. 8

6 Ontarios Strategie für kohlenstoffarmen Wasserstoff | ontario.ca

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