„nachhaltige technologien 04 | 2022"

Anlage ist für Ende 2022 geplant. Das Investitionsvo- lumen beträgt 10,5 Mio. Euro, die erzeugte Wasser- stoffmenge 300 000 kg/Jahr. Diese Menge entspricht 37 Mio. mit einem Wasserstoffauto oder 3,8 Mio. mit einem Wasserstoffbus gefahrenen Kilometern. 37 Mio. Kilometer entsprechen etwa der Jahreskilome- teranzahl von 2500 PKW. Ab 2023 besteht die Mög- lichkeit, die Anlage zu besichtigen. Anlagendimensionierungstools Um trotz der hohen Variantenvielfalt und den stark unterschiedlichen Anforderungen an PtX-Anlagen eine effiziente Anlagenauslegung und -optimierung zu ermöglichen, sind unterstützende Methoden und Werkzeuge notwendig. Dazu sind sowohl verein- fachte Anlagendimensionierungstools für die ersten Grobauslegungen als auch detaillierte thermody- namische sowie ökonomische Modelle nötig. Diese Programme wurden vom Projektpartner HyCentA entwickelt und werden von der Energie Steiermark genutzt. Um den Anlagenbetrieb möglichst reali- tätsnah abzubilden und verschiedene Szenarien miteinander anhand technischer und ökonomischer Kennzahlen bewerten zu können, werden Daten wie Strompreiskurven, Lastprofile, Abnahmeprofile, Wirkungsgradkennlinien und Kostenfunktionen der einzelnen Anlagenkomponenten hinterlegt [3] . Die Grobauslegung der Anlage erfolgt mittels des in der nachfolgenden Abbildung schematisch darge- stellten „Excel-Estimators“. Das Tool liefert Informationen zu den Investitions- kosten der Komponenten, Druckverläufen und Rege- nerationsdauern der Speicher, Speichermassen und -drücken, notwendigen Förderleistungen der Ver- dichter sowie zu den Befüllzeiten der Trailer für den Wasserstofftransport. Mit Hilfe dieser Daten kann die Energie Steiermark Betankungspläne erstellen und die maximale Anzahl der Trailerbefüllungen pro Woche ermitteln. Für die Detailauslegung sowie die weiteren Untersu- chungen von verschiedenen Betriebsstrategien ist es zielführend, auf das detailliertere Anlagensimulati- onstool „Hydra – Hydrogen Infrastructure Simulation and Optimization Tool“ zurückzugreifen. Basierend auf Matlab-Simulink® ermöglicht Hydra eine technische und ökonomische Bewertung sowie Optimierung von Wasserstoffanlagen. Eine detail- lierte Modellbibliothek ermöglicht eine einfache An- passung der Anlagentopologie an unterschiedlichste Anforderungen [4,5] . Ergebnisse Zur Erhebung der Abnahmeprofile wurde zu Projekt- start eine Analyse der potenziellen H 2 -Abnehmer durchgeführt. Der Fokus der Energie Steiermark liegt auf der regionalen Verwertung des erzeugten Was- serstoffs, weshalb nur Abnehmer im Umkreis von ca. 80 km um den Anlagenstandort analysiert und kontaktiert wurden. Abbildung 2: Schematische Darstellung der Funktionsweise des Excel-Estimators (MD … Mitteldruck, ND … Niederdruck) [3] Abnehmer Einheit Menge Mobilität (Trailer) kg/a 61.880 Industrie/Gewerbe (Trailer) kg/a 70.000 Methanisierung kg/a 7.200 [1] Klell M, Eichlseder H, Trattner A. Wasserstoff in der Fahrzeugtechnik: Erzeugung, Speicherung, Anwendung. 4th ed. Wiesbaden, Heidelberg: Springer Vieweg; 2018. [2] Energie Steiermark. Grünes Gas aus grünem Strom [3] Kopp Karl-Heinz, Klopcic Nejc, Radner Fabian, Markus Sartory Markus, Trattner Alexander, Neumann Klaus. Renewable Gasfield – Konzeptionierung einer PtG Anlage basierend auf Verbrauchsszenarien für die regionale Wasserstoffversorgung von mobilitäts- und Industrieanwendun- gen im Rahmen von Renewable Gasfield. In: Energy for future - Wege zur Klimaneutralität: 17. Symposium Energieinnovation 16.-18. Februar 2020, TU Graz, Österreich. Graz: Verlag der Technischen Universität Graz; 2020. [4] Sartory Markus, Staggl Bernhard, Radner Fabian, Kopp Karl-Heinz, Trattner Alexander, Neumann Klaus. Optimierung der Anlagenkonfiguration und Betriebsstrategie einer Wasserstoffproduktionsanlage im Rahmen von Renewable Gasfield. In: Energy for future - Wege zur Klimaneutralität: 16. Symposium Energieinnovation 12.-14. Februar 2020, TU Graz, Österreich. Graz: Verlag der Technischen Universität Graz; 2020. [5] Radner F. Entwicklung und Optimierung von Betriebsstrategien für Wasserstoffproduktionsanlagen im Power-to-X Verbund [Masterarbeit]. Graz: Technischen Universität Graz; 2020. Komponenten- datenbank • Technische Spezifikationen der Komponenten • Kostenfunktion Excel- Estimator • Ist-Masse • Ist-Druck • Druckrampe/Kv-Wert Global • Anlagenlayout • Umgebungstemperatur Elektrolyse ND-Speicher MD-Speicher Verdichter • Produktionsprofil • Ausgangsdruck • Ist-Masse • Ist-Druck • Kennlinie • Fördermenge m • ein (t) A C ND MD m • ND,aus (t)= m • MD,ein (t) Trailer • Ist-Masse • Ist-Druck Überströmen/ Boostern aus MD m • MD,aus (t) Boostern aus ND m • ND,aus (t) Saugdruck Mögliche Fördermenge m • ND,aus (t) 19 18 INNOVATIONEN IN DER KREISLAUFWIRTSCHAFT