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22/01/2019

Hy2green – erster Metallhydrid-Speicher im Einsatz

Neuartiger Wasserstoff-Speicher ermöglicht saisonale Energiespeicherung

GKN Powder Metallurgy stellt Europa´s erstes Wasserstoff-Speichersystem auf Metallhydrid-Basis vor

System erzeugt, speichert und nutzt Wasserstoff, der lokal aus erneuerbaren Energien gewonnen wird 

Erstes Null-Emission-Kraft-Wärme-System in Südtirol in einem Haus ohne Netzanschluss umgesetzt

 

 

[Bonn/Bruneck, 21. Januar 2019] – Beim Einsatz erneuerbarer Energie aus Sonne, Wind oder Wasser ergeben sich oft Unterschiede zwischen dem Bedarf und der gerade verfügbaren Energie. Die natürlichen Energiequellen sind häufig Schwankungen und teilweise auch jahreszeitlichen Einschränkungen unterworfen. Während im Sommer eher Energieüberschüsse entstehen, kann im Winter oft nicht ausreichend Energie produziert werden. Ein zentrales Thema für die bessere Ausnutzung natürlicher Energiequellen ist daher der Einsatz geeigneter Speichertechnologie, welche die Energie auch längerfristig speichern kann. 

GKN Powder Metallurgy hat nun erstmals ein Speichersystem entwickelt, das Wasserstoff in Metallpulver speichert. Hy2green nennen die Pulvermetall-Spezialisten von GKN ihr System und signalisieren damit auch gleich ihre Zielsetzung: grüne Energie aus natürlichen Energiequellen speichern und langfristig verfügbar machen, direkt vor Ort und ohne Emissionen. 

Dabei machen sie sich zu Nutze, dass sich Wasserstoff mit Metallpulver besonders dicht und stabil zu Metallhydrid verbinden – der Wasserstoff ist kein flüchtiges und voluminöses Gas mehr, sondern sehr kompakt in dem Feststoff gebunden. Die gebunden Energie kann somit gut über längere Zeiträume gespeichert werden und sogar gänzlich autarke Systeme ohne Anschluss zum öffentlichen Stromnetz werden möglich.

 

Einfach, sicher und kompakt

Das technische Konzept ist denkbar einfach: überschüssige elektrische Energie wird mittels Elektrolyse zu Wasserstoff gewandelt und in die mit Metallpulver gefüllten Speichertanks geleitet. Hier ergibt sich ein wesentlicher Unterschied des GKN Systems zu herkömmlichen Wasserstoffspeichern: normalerweise wird Wasserstoff gasförmig gespeichert und benötigt dadurch deutlich mehr Volumen, selbst wenn er mit hohem Druck komprimiert wird. Im Metallpulver hingegen geht der Wasserstoff sehr dichte und stabile Bindungen mit dem Metall ein. Auch ohne zusätzliche Kompression fällt ein Metallhydrid-Feststoffspeicher etwa 17-fach kleiner aus als ein normaler Gas-Wasserstoff-Tank für die gleiche Energiemenge. Auch modernste Batteriespeicher würden für eine längerfristige Speicherung vergleichbarer Energiemengen riesig ausfallen und wären entsprechend teuer. 

Wird später Energie aus dem Speicher benötigt, kann man durch geringe Anpassungen der Temperatur die Bindungen einfach lösen und den Wasserstoff in einer Brennstoffzelle wieder zu elektrischer Energie wandeln. Das Ganze läuft über ein computergestütztes Regelsystem automatisch. Die Anlage gleicht ständig den Ladezustand des Speichers mit der verfügbaren bzw. erforderlichen Energiemenge des Gebäudes ab.  

Besonders effizient wird das Hy2green-System durch ein integriertes Wärmemanagement, welches die als Abwärme anfallende Wandlungsenergie auffängt und dem Wärmekreislauf des Hauses zur Verfügung stellt. In Verbindung mit den „grünen“ Energieträgern Wasser, Sonne oder Wind entsteht somit ein sehr effizientes Null-Emission Strom- und Wärmekraftwerk. 

 

Energieautark im Südtiroler Ahrntal mit Wasserkraft und Feststoff-Speicher 

Ihre zuvor nur im Labormaßstab erprobte Idee haben die GKN Entwickler nun erstmals in einem realen Pilotprojekt in den Südtiroler Alpen umgesetzt. Seit einigen Wochen steht in der Gemeinde Prettau am Talschluss im Tauferer Ahrntal Europas erstes Haus mit einem Feststoff-Energiespeicher. Hier wird Strom aus der hauseigenen Wasserturbine nicht nur direkt an das Haus abgegeben, sondern auch lokal in Wasserstoff gespeichert. Die geringere Stromproduktion im Winter wird durch die gespeicherte Energie aus den wasserreichen Monaten zuvor überbrückt. Das Haus ist nicht an das öffentliche Stromnetz angeschlossen. 

In der Anlage steckt viel Pionierarbeit: erstmals wurden im Rahmen des Pilotprojektes alle Systemkomponenten, von der Erzeugung hochreinen Wasserstoffes, über den Speicherprozess und das Wärmemanagement bis hin zur Brennstoffzelle vollständig in ein computergestütztes Regelsystem integriert und im Maßstab für ein Wohngebäude umgesetzt. 

Im Ergebnis kann die Anlage in Prettau bis zu 250 kW Energie speichern, womit das Haus ungefähr 10 Tage mit Strom und gleichzeitig 5 Tage mit Wärme versorgt werden kann. In den kommenden Monaten wird das System auf Herz und Nieren überprüft: Tests für verschiedene Lastverläufe und Speicherszenarien stehen ebenso auf dem Programm wie die Überprüfung der eingebauten Ferndiagnose-Systeme. Die Ergebnisse wird das Team direkt bei der Entwicklung weiterer Modellanlagen nutzen, die sowohl mit Wasserkraft als auch Photovoltaikanlagen kombiniert werden können. 

 

Grüne Energie lokal besser nutzen

Eines steht schon jetzt fest: insbesondere im Alpenraum mit vielen kleinen Wasserkraftwerken kann das Hy2green-Konzept einen wertvollen Beitrag leisten, lokal erzeugte „grüne“ Energie direkt in den Haushalten besser zu nutzen und auch abgelegene Häuser zuverlässig und ökologisch sauber mit Energie versorgen zu können. 

 

Die Vorteile im Überblick

- Erneuerbare Energie ohne Kohlenstoff lokal erzeugen und speichern

- Wärme und Strom emissionsfrei

- Im Sommer speichern, im Winter nutzen – langfristige Energiespeicherung

- Energieautark: Versorgungssicherheit auch ohne Netzanschluss 

- Automatische Steuerung stellt permanente Stromversorgung sicher

 

Das neue Konzept werden die Spezialisten von GKN auf der Messe Klimahouse 2019 erstmalig öffentlich vorstellen.

Klimahouse 2019

23.-25.01.2019

Messe Bozen, Sektor C/D, Stand D24/28

 

 

 

Hy2green by GKN Powder Metallurgy

Die Unternehmen der GKN Powder Metallurgy Gruppe bilden die gesamte Wertschöpfungskette rund um das Thema Pulvermetallurgie ab – von der Erzeugung hochwertiger Metallpulver (GKN Hoeganaes) über die Verarbeitung zu hochpräzisen Bauteilen im Sinterverfahren (GKN Sinter Metals) bis hin zu den innovativen Verfahren des 3D-Metalldrucks (GKN Additive). Die rund 7400 Mitarbeiter des Unternehmens unterstützen von mehr als 30 Standorten weltweit zahlreiche Kunden der Industrie und im Automobilsektor.

Mit dem Hy2green-Konzept geht das Unternehmen neue Wege: ausgehend von der Idee und der umfassenden Materialkompetenz wurde rund um die Speicherkapazität des Metallpulvers ein komplettes System entwickelt und mit Spezialisten für Elektrolyse, Brennstoffzelle und Regeltechnik in Deutschland und Südtirol umgesetzt. Bei der Erstellung des Pilotprojektes in Prettau, Südtirol wurden die Systementwickler und Materialforscher der GKN Sinter Metals Engineering GmbH mit Sitz in Radevormwald (Nord-Rhein-Westfalen, Deutschland) durch ein Projektteam der GKN Sinter Metals SPA in Bruneck (Südtirol, Italien) unterstützt.