Ein Konsortium internationaler Industrieunternehmen und Forschungsinstitutionen arbeitet seit einigen Wochen an der Realisierung eines neuen Konzepts zur intelligenten Energieversorgung großer Gebäude oder kleiner Siedlungen, in dessen Mittelpunkt ein Kraft-Wärme-Kopplungssystem auf Basis von Brennstoffzellen steht. Die Vision: Ein Blockheizkraftwerk (BHKW), bestehend aus bis zu 20 miteinander verschalteten Hochtemperatur-Polymerelektrolytmembran-(HT-PEM) Brennstoffzellenmodulen, erzeugt die benötigte Wärme und Strom aus Wasserstoff, der zuvor mittels Elektrolyse aus überschüssigem Windstrom hergestellt und gespeichert wurde und damit bedarfsgerecht abrufbar ist. In dieses Kraft-Wärme-Kopplungs (KWK)-System ist zudem eine Reformereinheit integriert, die auch aus Erdgas den zum Betrieb der Brennstoffzellen erforderlichen Wasserstoff herstellen kann. Dies erhöht einerseits die Versorgungssicherheit und ermöglicht andererseits, zeitabhängig den jeweils günstigsten Energieträger für die Wärme- und Stromerzeugung des Systems zu wählen.
Das System aus einzelnen Brennstoffzelleneinheiten mit einer elektrischen Leistung von jeweils 5 kW kann auf bis zu 100 kW hochskaliert werden und bietet durch den modularen Aufbau eine größtmögliche Flexibilität für die Energieversorgung in unterschiedlichen Größenordnungen, so das Oel-Waerme-Institut OWI, das in dem Projekt mit dem Namen CISTEM für die Auslegung des BHKWs und die Demonstration der Machbarkeit zuständig ist. Zudem seien kleine Module in größeren Mengen zu günstigeren Kosten herstellbar. Im intelligent gesteuerten Betrieb erhöhe sich dadurch zusätzlich die Gesamteffizienz des KWK-Systems.
Eingesetzt werden laut OWI Hochtemperatur-Brennstoffzellen, deren Materialien im Laufe des Projekts so optimiert werden sollen, dass eine Lebensdauer des Systems von mehr als 40.000 Stunden und eine Verbesserung des Wirkungsgrads von mehr als 20 Prozent im Vergleich zu aktuell erhältlichen HT-PEM-Systemen realisierbar ist. Der elektrische Wirkungsgrad des KWK-Systems soll bei mehr als 45 Prozent liegen. Bei allen Entwicklungsschritten gehen die Projektpartner streng kostenoptimiert vor, um mit Blick auf die Marktchancen des Systems auch konkurrenzfähige Herstellungs- und Betriebskosten zu erzielen. Gefördert wird CISTEM durch das Fuel Cells & Hydrogen Joint Undertaking mit Mitteln der Europäischen Union. Quelle: OWI / sth