Wasserstoff macht Strom und Wärme: Praxisbeispiel Ibbenbüren

Seit 2015 wird im nordrhein-westfälischen Ibbenbüren eine Power-to-Gas-Anlage zur Umwandlung von erneuerbarem Strom in Wasserstoff betrieben. Im Elektrolyseur wird Wasser (H2O) unter Einsatz von Strom in seine Bestandteile Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) zerlegt. Der Wasserstoff wird anschließend über eine Gasdruckregelstation dem Erdgas (Methan, CH4) beigemischt und ins Gasnetz eingespeist. In dieser Gasdruckregelstation wird zudem die Abwärme des Elektrolyseurs genutzt.

Der erzeugte Wasserstoff kann einem späteren Zeitpunkt wieder für die Stromproduktion verwendet werden, indem er in einem Blockheizkraftwerk wieder in Strom zurückverwandelt wird. Die hierbei praktizierte Kraft-Wärme-Kopplung führt zu einer deutlich verbesserten Energieausnutzung, denn die im Blockheizkraftwerk entstehende Wärme wird in das lokale Fernwärmenetz eingespeist.

Arbeitsauftrag 1

  1. Lies den Text zur Power-to-Gas-Anlage in Ibbenbüren aufmerksam durch. Welche Aussagen stimmen, welche nicht?
richtig falsch
Der Elektrolyseur dient zur Umwandlung von Wasserstoff in Strom.
Das Gas in Ibbenbüren besteht aus Wasserstoff und Methan.
Das Blockheizkraftwerk wird mit der Abwärme des Elektrolyseurs betrieben.
Im Prozess wird an zwei verschiedenen Stellen Wärme genutzt.
Wer in Ibbenbüren Fernwärme bezieht, bekommt einen Teil indirekt von Wind und Sonne.

Arbeitsauftrag 2

Power-to-Gas-Anlage am Standort Ibbenbüren der Westenergie AG  ©Westenergie AG

Unten siehst du ein Energieflussdiagramm der Power-to-Gas-Anlage und seiner nachgeschalteten Prozesse. Energieflussdiagramme stellen die Nutzung und Umwandlung von Energie grafisch dar. Pfeile zeigen, in welche Energieformen zugeführte Energie bei verschiedenen Prozessen umgewandelt wird. Je dicker ein Pfeil, desto größer die Energiemenge.

  1. Ordne die Beschriftungen im Energieflussdiagramm zu. Durch Klick auf Auswerten kannst du deine Zuordnung überprüfen.
  2. Berechne den sog. Gesamtwirkungsgrad: Wieviel Prozent der eingesetzten Energie kann genutzt werden?
    Tipp

Arbeitsfläche

  1. Erkläre stichpunktartig, warum die Power-to-Gas-Anlage ein gelungenes Beispiel für Sektorkopplung darstellt.