Forschungsprojekt LOHC – Liquid Organic Hydrogen Carrier/Flüssig-organische Wasserstoffträger

Häufig wird mehr Strom erzeugt als gerade benötigt wird. Vor allem, wenn der Wind stark weht und die Sonne scheint. Doch auch der umgekehrte Fall tritt ein: Die Stromnachfrage übersteigt das Angebot. AREVA bietet daher intelligente Lösungen für das Energie-Manage-ment und die Speicherung von Strom.

Die Technik dahinter: Elektrolyse und Brennstoff-zelle. Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig: Netzstabilisierung, Notstromversorgung, dezentrale Stromversorgung an isolierten Standorten, saison-ale Speicherung in Kombination mit Strom aus Sonne und Wind.

Gemeinsam mit vielen Partnern wird in einem Netz-werkprojekt die Nutzung von flüssig-organischen Wasserstoffträgern erforscht. Diese dieselähnlichen Flüssigkeiten werden mit Wasserstoff angereichert (Hydrierung), der Wasserstoff wird so in sicherer Form unter Normalbedingungen gespeichert. Bei Bedarf wird der Wasserstoff dann wieder aus der Trägerflüssigkeit abgegeben (Dehydrierung). Der Wasserstoff kann dann entweder als Gas weiter verwendet oder rückverstromt werden, z. B. mittels Brennstoffzelle.

Sowohl die Hydrierung als auch die Dehydrierung sind katalytische Reaktionen und finden unter erhöhter Temperatur und Druck statt.

Container mit Versuchsanlage

Die Vorteile der Nutzung von LOHC liegen in der einfachen Transport- und Lagermöglichkeit (bei Umgebungstemperatur flüssig und drucklos spei-cherbar) und der Sicherheit. Weiterhin kommt es aufgrund des Aggregatzustands nicht zu Diffusions-verlusten und eine längerfristige Speicherung von Wasserstoff bei geringem Platzbedarf ist möglich.

Mitte Oktober 2013 wurde der mechanische Aufbau, d.h. die Installation der Komponenten, abgeschlossen. Die Hydriereinheit wurde vom TÜV abgenommen. Für die Leittechnik sind Verkabelung und Leistungselektronik fertig; die Datenerfassung mit mehr als 120 Kanälen fertiggestellt. Die elek-trische und hydraulische Inbetriebnahme wurde erfolgreich durchgeführt. Anfang Dezember wurde die Anlage erstmalig in Betrieb genommen (Hydrierung und Dehydrierung von LOHC).

Für 2014 sind Parametertests, Zyklenversuche und Studien geplant. Ab Mitte 2014 wird der Energiespeicher im Rahmen des Netzwerkpro-jekts „Modulares Wasserstoff-Kraftwerk“ (öffentlich gefördertes F&E-Projekt) eingesetzt. Dabei ist ein enger Austausch mit den Netzwerkpartnern vorgesehen.

Für die Jahre 2015 und 2016 ist dann der Feldtest im sogenannten ZAE SGS-Projekt geplant, dann komplettiert mit Elektrolyseur und Brennstoffzelle als „Greenergy Box“ auf LOHC-Basis.

Diese Lösung wird das Portfolio der Energiespeicher von AREVA bereichern und stellt einen wichtigen Baustein für die Nutzung Erneuerbarer Energien dar.

Energiespeicher für bedarfsgerechten Strom Mit effizienten Lösungen die Energiewende unterstützen

Energiespeicher für bedarfsgerechten Strom

AREVA GmbHIhr Kontakt: Bertram.Schroedl@areva.com

G-264-V1-14-GERPB

Herausgeber und Urheberrecht 2014: AREVA GmbH – Paul-Gossen-Straße 100 – 91052 Erlangen, Deutschland. Es ist untersagt, diese Publikation in ihrer Gesamtheit oder Teile davon ohne vorhergehende schriftliche Zustimmung, egal in welcher Form, zu reproduzieren. Ein Verstoß gegen diese Bestimmungen kann straf- und zivilrechtliche Folgen haben.

Änderungen und Irrtümer vorbehalten. Abbildungen ähnlich. Die in dieser Publikation enthaltenen Angaben und Informationen dienen ausschließlich Werbezwecken und stellen kein Angebot auf Abschluss eines Vertrages dar. Sie dürfen weder als Beschaffenheits- oder Haltbarkeitsgarantie, noch als Zusicherung einer allgemeinen oder speziellen Beschaffenheit, Gebrauchstauglichkeit oder Eigenschaft verstanden oder ausgelegt werden. Die getroffenen Aussagen, auch wenn sie zukunftsbezogen sind, beruhen auf Erkenntnissen, die uns zum Zeitpunkt der Erstellung dieser Publikation zur Verfügung standen. Maßgeblich für Art, Umfang und Eigenschaften unserer Lieferungen und Leistungen ist ausschließlich der Inhalt konkreter Verträge.

Ziele des Forschungsprojekts • ValidierungundÜberprüfungderTechnologieaufAnwendbarkeitundUmsetzbarkeit unter industriellen Bedingungen

• BestimmungdertechnischenRandbedinungen(dynamischesVerhalten,Zyklenfähigkeit, Langzeitverhalten, Stabilität)

• ErmittlungvonInvestitions-undBetriebskostenfürverschiedeneAnwendungen

• SimulationkundenspezifischerSzenarien

Prinzip-Darstellung einer LOHC-Anlage

Dehydrierung 1. AusbaustufeHydrierung

HydrierreaktorPmax. = 120 bar

Tmax. = 300°CVmax. = 12l/h (LOHC)

InstrumentierungDruck und Temperatursensorik

auf 10 Ebenen verteilt

Sammeltank

Seperator

Kondensator

Dehydrierreaktor

HD - Vorheizung

Kühlung

Hydrierung:Laden des LOHC

Dehydrierung:Entladung des LOHC

Speicher

EnergieInput

Energie Output

Storage Tank 2

Storage Tank 1

Hydration

De-Hydration

H2O

Heating Device

Check Valve

Oxygen

Preheater

Preheater

Heat accumulator

Hydrogen

70 bar /150°C

Cooling

Purifying + Condensation

Cooling

Fuel cell

V-4

V-5 V-7

V-8

V-9 V-10

V-11

V-12V-13

V-14