25. August 2023 | Wien Energie, RheinEnergie, Siemens Energy und VERBUND erproben aktuell in einem gemeinsamen Betriebsversuch erstmals die Beimischung von Wasserstoff bei der Gasturbine der Kraft-Wärme-Kopplungsanlage von Wien Energie, dem Kraftwerk Donaustadt.
Der Wasserstoff wird dort dem normalerweise eingesetzten Energieträger Erdgas beigemischt. Seit Mitte Juli läuft der Betriebsversuch, die Projektpartner können bereits erste Zwischenerfolge vermelden: Der Wasserstoff-Anteil im Gasturbinen-Betrieb konnte an einzelnen Testtagen bereits auf 15 Volumenprozent gesteigert werden.
In den kommenden Wochen werden weitere Tests durchgeführt, um mehr Daten zum Betriebsverhalten der Anlage zu sammeln. Bis zum Frühjahr 2024 werten die Projektpartner die Daten im Detail aus. Ziel ist eine Zertifizierung dieser Gasturbinen für die Beimischung von bis zu 15 Volumenprozent Wasserstoff im Regelbetrieb. In einem Nachfolge-Projekt ist die Steigerung des Wasserstoff-Anteils auf rund 30 Volumenprozent geplant. Rund 10 Mio. € investieren die Projektpartner in den Betriebsversuch, der Klima- und Energiefonds fördert das Projekt mit rund 2,6 Mio. €
Versuch mit Breitenwirkung
Dieser Betriebsversuch ist der weltweit erste dieser Art an einer kommerziell genutzten Gas-und-Dampfturbinen-Anlage in dieser Leistungs- und Effizienzklasse und hat eine Breitenwirkung für ganz Europa und darüber hinaus: Von dem im Kraftwerk Donaustadt eingesetzten Gasturbinenmodell sind allein in Europa über 115 Anlagen im Einsatz, weltweit sogar über 360. Auch in Köln betreibt RheinEnergie, das größte regionale Kölner Stadtwerk eine solche Anlage.
Mehrere Testtage mit unterschiedlichem H2-Anteil
Seit Mitte Juli und noch bis Mitte September werden an rund zehn Testtagen unterschiedliche Mengen an Wasserstoff beigemischt. Gestartet haben die Projektpartner mit 5 Volumenprozent Wasserstoff, dieser Anteil wurde schrittweise auf bis zu 15 Volumenprozent angehoben. An einem Testtag wird in der Früh der Wasserstoff in großen Transportcontainern am Anlagenstandort angeliefert und bei der eigens eingerichteten Übergabestation angeschlossen. Von dort fließt der Wasserstoff über Hochdruck-Rohrleitungen und eigens errichtete Wasserstoffinfrastruktur in die Gasturbine. Das Projektteam steuert über die Leitwarte den gesamten Testprozess. Während des Versuchs erzeugt die Gasturbine Strom wie im Regelbetrieb. Sämtliche Betriebs- und Prozessdaten werden für die spätere Auswertung des Versuchs dokumentiert.
Schon im Vorjahr hat Wien Energie mit Siemens Energy die Gasturbine umgerüstet und für den Betriebsversuch vorbereitet. Im Rahmen der Umbauarbeiten wurden unter anderem verbesserte Turbinenschaufeln, ein neues Verbrennungssystem, ein Heizgas-Analysegerät und ein neues Kontrollsystem installiert. Die Brennkammer wurde optimiert und für den Betriebsversuch vorbereitet.
Hochlauf der weltweiten grünen Wasserstoff-Erzeugung in den 2030er-Jahren
Bei einem erfolgreichen Abschluss des Betriebsversuchs kann die Zertifizierung der Turbine für einen regulären Betrieb mit Wasserstoffbeimischung bereits Anfang kommenden Jahres erfolgen. Für die Projektpartner kommt dabei nur grüner Wasserstoff in Frage, die erforderlichen Mengen für einen dauerhaften H2-Betrieb im Kraftwerk gibt es allerdings derzeit noch nicht. Der Ausbau der erneuerbaren Energieerzeugung hat deshalb oberste Priorität für den Erfolg der Energiewende. Mit zunehmend erneuerbarer Stromerzeugung steigt auch das Potenzial für grünen Wasserstoff. Expert*innen rechnen damit, dass die weltweite Wasserstoff-Erzeugung vor allem in den 2030er-Jahren massiv an Geschwindigkeit zulegen wird. Spätestens dann werden entsprechende Mengen für den Einsatz des Energieträgers im Kraftwerks- und Industriebereich vorhanden sein.
Das Potenzial für grünen Wasserstoff im Kraftwerks-Betrieb ist groß: Schon bei 15 Volumenprozent Beimischung von grünem Wasserstoff im Kraftwerk Donaustadt würden jedes Jahr rund 33.000 t CO2 eingespart werden. Mit dem Betriebsversuch bereiten sich Wien Energie, RheinEnergie, Siemens Energy und VERBUND bereits jetzt auf diesen künftigen Einsatzzweck von Wasserstoff vor.
(Quelle: Wien Energie/2023)