Projekt „Retrofit H2“ will Gasturbinen für Wasserstoff fit machen
Hochflexible Gasturbinen werden im Energiesystem der Zukunft eine entscheidende Rolle spielen, um die Netze in Zeiten von schwankender oder reduzierter Verfügbarkeit der erneuerbaren Energiequellen (insbesondere Windkraft und Photovoltaik) zu stabilisieren. Künftig sollen die Gasturbinen nicht mehr mit Erdgas oder Öl, sondern mit sogenanntem grünem Wasserstoff betrieben werden, welcher CO2 neutral gewonnen wurde.
Die Grundlagen dafür wollen die Gasturbinenhersteller legen, indem alle neuen Gasturbinen bis 2030 auch für den Betrieb mit reinem Wasserstoff umgerüstet werden. Da heute noch nicht absehbar ist, wann grüner Wasserstoff in ausreichender Menge für einen jederzeit zuverlässigen Betrieb von Gasturbinenkraftwerken zur Verfügung steht, müssen Gasturbinen neben 100 % Wasserstoff auch flexibel mit unterschiedlichen Erdgas-Wasserstoff-Mischungen betrieben werden können. Der Einsatz solcher Brennstoff-Mischungen ist für eine Übergangsphase sehr realistisch, da nur einzelne Pilotanlagen von Beginn an ausschließlich mit reinem grünem Wasserstoff betrieben werden können.
Da Gasturbinen in aller Regel viele Jahre im Betrieb sind, gilt es auch Bestandsanlagen auf eine Um- bzw. Aufrüstbarkeit zu untersuchen und auch hier den Fokus auf eine flexible Brennstoffnutzung zu legen.
Im vom Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg geförderten Projekt „Retrofit H2“ haben sich die Projektpartner Power Service Consulting GmbH (PSC) und das DLR-Institut für Verbrennungstechnik daher zusammengeschlossen, um Konzepte zu entwickeln, wie bestehende Gasturbinen unterschiedlicher Leistungsklassen wasserstofffähig gemacht werden können. Hierfür werden flexible Brennkammersysteme sowie die entsprechenden Regelungs-Systeme entwickelt – unter Beachtung der behördlichen Auflagen, um eine schnelle Markteinführung zu gewährleisten.
Um den Retrofit-Prozess an einer Demonstrationsanlage zu zeigen, plant das DLR-Institut für Verbrennungstechnik ein brennstoffflexibles Brennkammersystem für eine kommerziell erhältliche Mikrogasturbinenanlage (MGT) zu entwickeln, in die Gasturbine zu integrieren und zu testen. „Die größte Herausforderung bei der Entwicklung der Brennkammer sind die stark unterschiedlichen Eigenschaften von Erdgas und Wasserstoff, vor allem in Bezug auf eine stabile und emissionsarme Verbrennung“ stellt die Projektleiterin Martina Hohloch vom Institut für Verbrennungstechnik fest, „wir greifen hierbei jedoch auf unsere langjährige Erfahrung im Bereich der Brennkammerentwicklung für verschiedenste Brennstoffe zurück.“
Der Projektpartner PSC wird für die wasserstofffähige Infrastruktur der Anlage eine Verfahrensentwicklung unter den geltenden europäischen und internationalen Normen, Richtlinien und Standards durchführen und das Design für den Bau eines brennstoffflexiblen Regelungs-, Misch- und Verteilsystems entwickeln, in die Gasturbine integrieren und testen.
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