Grüner Wasserstoff als Energieträger in der Nationalparkregion Hunsrück Hochwald

Der Umwelt-Campus Birkenfeld (UCB), ein Außenstandort der Hochschule Trier, wurde zum 6. Mal in Folge zur grünsten Hochschule Deutschlands gewählt und zählt zu den besonderen Hochschulstandorten. Am UCB sind Nachhaltigkeitsthemen in Forschung und Lehre integriert. Diese Interdisziplinarität spiegelt sich unter anderem in dem von der Nationalen Klimaschutzinitiative (NKI) geförderten Modellprojekt wider: einem innovativen Konzept, welches die Anwendung moderner Wasserstofftechnik zu Moblitätsszwecken im ländlichen Raum demonstriert.

Auf einen Blick

Bereits im Vorfeld des Projekts „Energieautarker Umwelt Campus als Inkubator einer nachhaltigen Wasserstoffstrategie für die Nationalparkregion Hunsrück Hochwald“ ist ein Mobilitätszentrum mit PV Carports und Ladesinfrastruktur für PKW am UCB entstanden.

Das Hauptziel des NKI-Projektes ist es nun, Wasserstoff (H₂) als Speichermedium für erneuerbare Energien zu nutzen und den Wasserstoff für Mobilitätsszwecke im ÖPNV zu nutzen. Produziert wird der grüne Wasserstoff in einer  Elektrolyse-Anlage, welche mit PV-Strom aus  mehreren großen Solar-Carports, sowie einigen Dachflächen des UCB (insgesamt ca. 870 kWp) betrieben wird.

• PV-Stromproduktion wird durch Tages- und Jahreszeiten beeinflusst, daher sind geeignete Speichertechnologien erforderlich. Für die kurzzeitige Speicherung sollen Batterien eingesetzt, für die mittelfristige Speicherung Wasserstoff genutzt werden.
• Durch Sektorenkopplung wird mit Hilfe einer Wasserstofftankstelle und eines H₂-Busses nachhaltige Mobilität im ländlichen Raum gefördert.
• Die PV- und Wasserstoffinfrastruktur wird in das bestehende Energiemanagementsystem integriert und ein effizientes Management der Ressourcen wird möglich.

Ziele

Die Erweiterung der PV-Carports ermöglicht eine hohe PV-Produktion am Standort (inkl. Bestandsanlagen ca. 1,5 MWp). Durch das Energiemanagementsystem, die vorhandenen Kompetenzen am Standort sowie die Speicherung des Stroms, durch die geplante Wasserstoffinfrastruktur, ist eine klimaneutrale Energieversorgung des Umwelt-Campus möglich. Die Sektoren-Kopplung schafft ein Mobilitätsangebot mit regional erzeugter, erneuerbarer Energie als Starpunkt für eine regionale Wasserstoffstrategie.

Projektablauf

Das Projekt wird in enger Kooperation zwischen der Verbandsgemeinde Birkenfeld (Eigentümer der Anlage) und der Hochschule Trier (Umsetzung und Betrieb der Anlage) implementiert. Außerhalb des Förderprojekts engagiert sich der der Landesbetrieb Liegenschafts- und Baubetreuung Rheinland-Pfalz (LBB), um ausreichend Strom auf Basis von PV-Carports zur Verfügung zu stellen.

Nach Fertigstellung der PV-Anlagen (870 kWp) und des Batteriespeichers (820 kWh) durch den LBB, wird ein Elektrolyseur (60 kW) errichtet, welcher den selbst

erzeugten PV-Strom in Wasserstoff umwandelt (24 kg H₂ pro Tag). Zusätzlich sind eine Wasseraufbereitung (Prozesswasser), ein Wasserstoffspeicher und ein Sauerstoffspeicher erforderlich. Der Wasserstoff wird in Verbindung mit einer zu errichtenden Wasserstoff-Tankstelle (350 bar) primär für den Betrieb eines Linienbusses für die Nationalpark-Route (Hunsrück-Hochwald) genutzt. Wasserstoff-Überschüsse werden im Bedarfsfall in Brennstoffzellen (3 x 10 kW) zu Strom und Wärme umgewandelt. Der entstehende Sauerstoff soll in Belebungsbecken einer nahen Kläranlage genutzt werden.

Fazit

Das Klimaschutz-Modellprojekt des UCB trägt mit seiner nachhaltigen Wasserstoffstrategie dazu bei, saubere Energie zu erzeugen und fossile Energieträger zu ersetzen. Dabei werden zukunftsfähige Speicherlösungen angewendet und nachhaltige Mobilität in der Region gefördert. Der Standort am UCB ermöglicht die Einbindung in Lehre und Forschung.

Zahlen und Fakten

Durch den Betrieb des Wasserstoffbusses können jährlich ca. 46 Tonnen CO_2-Äquivalente eingespart werden, im Rahmen des Gesamtprojektes (PV-Stromerzeugung, Rückverstromung in Brennstoffzellen und Busbetrieb) werden THG-Einsparungen von ca. 440 Tonnen pro Jahr erzielt.