Bei der Wasserstoff-Kraft-Wärme-Kopplung werden elektrische und thermische Energie gleichzeitig in einer Anlage erzeugt, die vollständig oder teilweise mit Wasserstoff betrieben wird. Dank seines Potenzials als CO₂-freier Brennstoff und seiner Speicherfähigkeit wird Wasserstoff bei der Energiewende eine wichtige Rolle spielen. In Verbindung mit einer bewährten Technologie wie der Kraft-Wärme-Kopplung ermöglicht er die Erzeugung von Wärme und Strom ohne CO₂-Emissionen.
Für Unternehmen, die mit immer strengeren Vorschriften und der zunehmenden Nachfrage nach CO₂-neutralen Lösungen konfrontiert sind, stellt die Wasserstoff-Kraft-Wärme-Kopplung einen konkreten Weg dar. Moderne KWK-Technologien werden bei Betrieb mit grünem Wasserstoff oder anderen Biobrennstoffen faktisch zu emissionsfreien Lösungen.
Wie funktioniert eine Wasserstoff-KWK-Anlage?
Das Anlagenprinzip entspricht dem der herkömmlichen Kraft-Wärme-Kopplung. Ein Verbrennungsmotor nach dem Otto-Prinzip erzeugt mechanische Energie und überträgt diese auf einen Generator, der Strom erzeugt. Die Wärmerückgewinnung erfolgt auf zwei Wegen: über das Kühlwasser des Motors mithilfe eines Plattenwärmetauschers, durch den Wasser mit hoher Temperatur erzeugt werden kann, und über die Abgase, die bei Temperaturen von nahezu 400 °C die Erzeugung von Warmwasser, Heißwasser, Dampf oder Thermalöl für industrielle Prozesse ermöglichen.
Die Besonderheit liegt im Brennstoff. Die Anlage kann mit konventionellem Netzgas betrieben werden, dem Wasserstoff beigemischt wird (Blending). Der H₂-Anteil kann dabei je nach Verfügbarkeit angepasst werden. Sobald Wasserstoff in größerem Umfang verfügbar ist, kann der Motor auf einen Betrieb mit 100 % Wasserstoff umgerüstet werden. Damit wird die Anlage zu einer vollständig CO₂-freien Energielösung.
"Ready for H2"-Anlagen: vom Blending bis zu 100 % Wasserstoff
Wasserstoff ist heute noch ein relativ selten verfügbarer Energieträger, bietet jedoch großes Wachstumspotenzial. Deshalb realisiert AB bereits heute KWK-Anlagen mit Motoren, die für den Betrieb mit Wasserstoff vorbereitet sind. Eine „Ready for H2“-Konfiguration ermöglicht zunächst den Betrieb mit Erdgas, anschließend die flexible Beimischung von H₂ und schließlich die Vorbereitung auf einen CO₂-freien Betrieb, entsprechend der zunehmenden Verfügbarkeit von Wasserstoff.
Der Umstieg auf 100 % Wasserstoff erfordert keine Neukonzeption der Anlage: Die Umrüstung des Motors kann im Rahmen einer regulären Revision durchgeführt werden. Dadurch wird die ursprüngliche Investition geschützt, ohne den Dekarbonisierungsprozess des Unternehmens zu verlangsamen.
Vorteile der Wasserstoff-Kraft-Wärme-Kopplung
Der Einsatz von Wasserstoff-KWK unterstützt energetische und ökologische sowie daraus folgend auch wirtschaftliche Ziele:
Gesamtwirkungsgrad von bis zu 85 %: Im Vergleich zur reinen Stromerzeugung lässt sich durch Kraft-Wärme-Kopplung etwa ein Drittel des Wasserstoffbrennstoffs einsparen
CO₂-freie Wärme- und Stromerzeugung, sobald die Anlage mit 100 % grünem Wasserstoff betrieben wird
Bewährte und steuerbare Technologie: KWK-Anlagen tragen dazu bei, die schwankende Einspeisung erneuerbarer Energien wie Wind- und Solarenergie auszugleichen und die Resilienz des Stromnetzes aufrechtzuerhalten
Investitionsschutz: Die „Ready for H2“-Konfiguration ermöglicht es, heute konventionelles Gas zu nutzen und morgen auf Wasserstoff umzusteigen, ohne die Anlage ersetzen zu müssen
Grüner Wasserstoff und Dekarbonisierungsziele
Grüner Wasserstoff wird durch Elektrolyse von Wasser unter Einsatz von Energie aus erneuerbaren Quellen hergestellt. Da er sich gut für Motoren zur Erzeugung von Strom, Wärme und Kälte eignet, kann er mit Solar-, Wind- und anderen erneuerbaren Technologien kombiniert werden, um CO₂-freie Lösungen zu realisieren.
Den Bezugsrahmen bildet der europäische Green Deal mit zwei wesentlichen Zielen: die CO₂-Emissionen bis 2030 um 55 % zu senken und bis 2050 Klimaneutralität zu erreichen. Auf diesem Weg ergänzt die Wasserstoff-Kraft-Wärme-Kopplung die weiteren Lösungen für nachhaltige Energieversorgung, bei denen AB weltweit Maßstäbe setzt, von der Biogas-KWK bis hin zu Biomethan.
Häufig gestellte Fragen zur Wasserstoff-Kraft-Wärme-Kopplung
Kann eine KWK-Anlage mit Wasserstoff betrieben werden?
Ja. Anlagen mit „Ready for H2“-Motoren können mit einem Gemisch aus Netzgas und Wasserstoff betrieben und, sobald ausreichend H₂ verfügbar ist, auf einen Betrieb mit 100 % Wasserstoff umgerüstet werden. Die Umrüstung kann im Rahmen einer regulären Revision erfolgen.
Welchen Wirkungsgrad erreicht die Wasserstoff-KWK?
Der Gesamtwirkungsgrad kann 85 % erreichen: Durch die kombinierte Erzeugung von Strom und Wärme lässt sich im Vergleich zur reinen Stromerzeugung etwa ein Drittel des Wasserstoffbrennstoffs einsparen.
Was ist grüner Wasserstoff?
Grüner Wasserstoff wird durch Elektrolyse von Wasser mithilfe erneuerbarer Energie erzeugt. Wird er als Brennstoff in einer KWK-Anlage eingesetzt, ermöglicht er eine CO₂-freie Erzeugung von Strom und Wärme.
Warum sollte man sich heute für eine „Ready for H2“-Anlage entscheiden?
Weil sie die Investition schützt: Das Unternehmen kann heute eine mit Erdgas betriebene KWK-Anlage installieren, bei entsprechender Verfügbarkeit mit der Beimischung von Wasserstoff beginnen und die Umrüstung auf 100 % H₂ im Rahmen einer Revision abschließen, ohne die Anlage auszutauschen oder den eigenen Dekarbonisierungsprozess zu verlangsamen.
