Ambartec bringt kompakten Speicher für Energie und Wasserstoff

Dresdner Ambartec AG hat zusammen mit einem Anlagenbauer einen Energiespeicher auf Basis von Eisenoxid entwickelt – und eine Demonstrationsanlage in Freiberg in Betrieb genommen.

In Freiberg in Sachsen demonstrieren zwei Unternehmen eine neuartige Anlage zur Speicherung von Wasserstoff. Das als Hydrogen Compact Storage (HyCS) bezeichnete Verfahren nutzt Eisenoxid (Rost) als Speichermedium – ganz ähnlich, wie es auch das amerikanische Cleantech-Unternehmen Form Energy macht. Die Dresdner Unternehmen Ambartec AG und Umwelt- und Ingenieurtechnik GmbH wollen ab Mitte 2023 Speicher mit einer Kapazität von 250 Kilowattstunden vertreiben – und ab Ende 2023 Energiespeicher mit 3.000 Kilowattstunden.

Bislang wird Wasserstoff in Druckflaschen, in Kryobehältern oder in LOHC gespeichert. Doch diese Methoden zur Umwandlung sind energieaufwändig. Ambartec und Umwelt- und Ingenieurtechnik haben sich daher jahrelang mit der Möglichkeit beschäftigt, zur Speicherung von Wasserstoff Eisenoxid zu verwenden. Dabei wird Eisen in Rost verwandelt – und umgekehrt.

Gemeinsam haben die Unternehmen jetzt eine Demonstrationsanlage zur Wasserstoffspeicherung realisiert, die neben ihrer Kompaktheit besonders effizient und nachhaltig sein soll. Der stark reduzierte Wasserbedarf bei der Wasserstoff-Erzeugung, die schnelle Ein- und Ausspeicherung und einfache Genehmigungsverfahren machen das Verfahren attraktiv.

Wird der Speicher beladen, wird Eisenoxid (Rost) durch den im Wasserstoff enthaltenen Sauerstoff reduziert, so dass reines Eisen entsteht. Der freiwerdende Wasserdampf wird in einen Hochtemperatur-Elektrolyseur eingespeist. Der Vorteil: Das Eisen kann ohne aufwändigen Schutz transportiert oder vor Ort gelagert werden.

Wird der Speicher entladen, wird Wasserdampf, der etwa aus dem Abgas einer Brennstoffzelle gewonnen werden kann, zugeführt. Hierdurch oxidiert Eisen zu Rost – und Wasserstoff wird freigesetzt.

Mit dem HyCS-Verfahren von Ambartec und Umwelt- und Ingenieurtechnik soll 2,5 bis 5 mal mehr Energie gespeichert werden können, wie in einem Druckbehälter (700/350 bar). Ein Liter Speichermaterial soll den Angaben zufolge für bis zu drei Kilowattstunden reichen. Damit gilt die Idee der Sachsen als besonders kompakter Energiespeicher.

HyCS-Verfahren zur Speicherung erneuerbarer Energie

Das HyCS-Verfahren kann zur Speicherung erneuerbarer Energie sinnvoll sein, und vor allem den Transport von Wasserstoff vereinfachen. Wichtig ist aber jeweils die Kombination von erneuerbaren Erzeugungsanlagen mit Hochtemperatur-Elektrolyseuren und entsprechenden Brennstoffzellen, um etwa den Wasserdampf sinnvoll nutzen zu können.

Aus Sicht der Ingenieure ist sogar ein Einsatz in LKW denkbar: Ausgerüstet mit Brennstoffzelle und einer HyCS-Anlage könnte ein LKW Eisenpulver „tanken“ und an Bord mit Wasserdampf Wasserstoff zur Stromerzeugung freisetzen. Allerdings erscheint dieser Aufwand für einen LKW doch eher zu groß zu sein – womöglich aber auf Schiffen beispielsweise sinnvoll anwendbar. Im Vergleich zu Batterien ergäbe sich eine gewaltige Platzeinsparung von 90 Prozent.

Das innovative Verfahren wurde zunächst von der Ambartec AG in ein sehr detailliertes
technisches Konzept gebracht und anschließend von der Umwelt- und Ingenieurtechnik GmbH
Dresden umgesetzt. „Wir haben in dieser Anlage bereits sämtlich Komponenten, Steuer- und Regelkreise sowie Sicherheitssysteme implementiert, die in realen Kundenanlagen erforderlich sind”, erläutert Ambartec-CTO Uwe Pahl. „Nach Abschluss des Testbetriebs werden wir den Speicher in den nächsten Monaten systematisch schrittweise skalieren.”

Speicher mit einer Kapazität von 250 Kilowattstunden sollen ab Mitte 2023 geliefert werden können, teilen die Unternehmen mit. Speicher mit 3.000 Kilowattstunden sollen dann ab Ende 2023 verfügbar sein. Darüber hinaus soll es ein HyCS-Standardmodul im 20-Fuß-Container mit einer Speicherkapazität von 20 Megawattstunden folgen. Diese Größe ist für Regelenergie-Anwendungen vorgesehen.