Large Scale Electrolysis

Abstract:
Durch Elektrolyse hergestellter Wasserstoff nimmt einen immer wichtigeren Platz im Kampf gegen den Klimawandel ein. Bei aktuell ca. 95 Millionen Tonnen Wasserstoffbedarf pro Jahr1 würde dieser Bedarf, wenn er durch Elektrolyse bedient würde, zu extremen zusätzlichen Lasten im Stromversorgungsnetz führen. Elektrolyseanlagen benötigen Umrichter, um den Strom des AC-Verteilungsnetzes in den für Elektrolyseure notwendigen DC-Strom umzuwandeln. Während in den vergangenen Jahren üblicherweise eher Anlagen mit wenigen Megawatt Anschlussleistung gebaut wurden, werden solche Elektrolyseanlagen schon heute immer größer bis hin zu mehr als 1000 MW und stellen damit eine zunehmende Herausforderung in den bereits oft stark ausgelasteten Verteil- und Übertragungsnetzen dar. Ob Verschmutzung durch Oberschwingungen, Blindleistungsbedarf, Spannungs- und Frequenzregelung oder Netzstabilität im Fehlerfall, die Herausforderungen an die Leistungselektronik in solchen Umrichtern nehmen immens zu. Wichtig für den Erfolg der Dekarbonisierung in der Elektrochemie ist aber, dass der Anschluss von solchen Systemen netzverträglich erfolgt. Der vorliegende Artikel beschäftigt sich mit diesen Herausforderungen und stellt Lösungsansätze für netzdienliche Wasserstofferzeugung vor. Nur mit dem Stromnetz und mit prioritärer Berücksichtigung von Netzrückwirkungen wird die nachhaltige Dekarbonisierung der Industrie gelingen.