Wasserstoff bringt Krankenhaus Strom und Wärme

Mit Brennstoffzellen udn Wasserstoff will sich künftig das Krankenhaus in Erkelenz bei Aachen versorgen lassen. Damit ist es Teil eines Demonstrationsprojekt, das das Helmholtz Cluster Wasserstoff (HC-H2) koordiniert. Das HC-H2 ist aus dem Forschungszentrum Jülich hervorgegangen. Außerdem sind die Robert Bosch GmbH und die Hydrogenious LOHC NRW GmbH an dem Projekt am Herman-Josef-Krankenhaus (HJK) beteiligt. Dort wollen sie zum ersten Mal die Koppelung neuer Wasserstoff-Technologien in einer wirtschaftlich relevanten Größenordnung zeigen.

Die Ziele des Projekts mit dem Namen Multi-SOFC sind ein deutlich reduzierter CO₂-Ausstoß und eine effizientere Energieversorgung für das HJK. Die Partner wollen überprüfen, ob das Vorhaben die Hälfte der Grundlast des Krankenhauses abgedecken kann. Das Demonstrationsprojekt soll ein weltweit sichtbares Modell für die künftige Energieversorgung von großen Gebäuden sein. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Multi-SOFC-Vorhaben mit 23,6 Millionen Euro.

Im Mittelpunkt steht das Festoxid-Brennstoffzellen-System (SOFC; Solid Oxide Fuel Cells) der Robert Bosch GmbH zur Strom- und Wärmeversorgung. In einer späteren Ausbaustufe ab Anfang 2025 erfolgt die Versorgung mit Wasserstoff mittels der Liquid Organic Hydrogen Carrier (flüssiger organischer Wasserstoffträger, LOHC)-Technologie durch die Firma Hydrogenious LOHC NRW GmbH, einer Tochter der Hydrogenious LOHC Technologies in Erlangen.

In der Energiezentrale des Erkelenzer Krankenhauses wird eine SOFC-Anlage der Leistungsklasse 100 Kilowatt das bestehende Blockheizkraftwerk ergänzen. Sie wird ferner aus zehn Brennstoffzellen-Units bestehen. Es ist die erste Vorserien-Anlage dieser Größenordnung, die Bosch für den Regelbetrieb installiert. Die Anlage soll Mitte des Jahres in Betrieb genommen werden. Die komplette Versorgung des Hauses sei ohne die Neuinstallationen weiterhin gewährleistet.

Brennstoffzellen nutzen zunächst Erdgas

In der ersten Projektphase wird das SOFC-System mit Erdgas betrieben. Schon dabei ergeben sich im Vergleich mit dem am HJK vorhandenen und mit Erdgas betriebenen Gasmotor Vorteile. Die SOFC-Anlage erzielt einen elektrischen Wirkungsgrad von 60 Prozent, der Gasmotor erreicht demgegenüber etwa 36 Prozent. Damit emittieren die SOFC-Systeme bei der Stromerzeugung aus reinem Erdgas im Vergleich zum Gasmotor knapp 40 Prozent weniger CO₂. Das führt im Falle des Krankenhauses im Dauerbetrieb bereits in der ersten Projektstufe zu einer CO₂-Ersparnis von 150 Tonnen pro Jahr.

Die Wärme, die beim Verstromen des Erdgases im SOFC-System entsteht, soll im ersten Schritt zum Beheizen des Krankenhauses zum Einsatz kommen. Mit dieser Kombination von Strom und Wärme erreicht ein SOFC-System zu Beginn des Lebenszyklus einen Gesamtwirkungsgrad von etwa 85 Prozent. Im weiteren Verlauf des Projektes planen die Partner, den Wasserstoff-Anteil im Gasgemisch für das SOFC-System schrittweise zu steigern – und damit weitere CO₂-Emissionen einzusparen.

Ab 2025 werde das SOFC-System mit Wasserstoff versorgt, der chemisch an ein LOHC, also einen flüssigen organischen Wasserstoffträger, gebunden sein wird. Der in LOHC gespeicherte Wasserstoff wird in einer vor Ort zu installierenden Dehydrierungsanlage freigesetzt, um dann in die Brennstoffzelle eingespeist zu werden. Die Wärme aus dem SOFC-System werde dem Hochfahren dieser LOHC-Anlage dienen und soll in Zukunft auch Energie liefern, die bei der Freisetzungsreaktion des Wasserstoffs aus dem LOHC notwendig ist.

24.2.2023 | Quelle: FZ Jülich | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH