Brennstoffzellen reduzieren Emissionen in der Öl- und Gasindustrie

In kritischen Infrastrukturen wie der Öl- und Gasindustrie sind Sicherheit und Zuverlässigkeit entscheidend. Aber auch Faktoren wie Kosteneffizienz und Emissionen spielen eine immer wichtigere Rolle.

Die Sunfire-Remote 400 sind Brennstoffzellen-Stromerzeuger mit einer Nennleistung von 350 W. Sie sind für die Primärstromversorgung ausgelegt und decken einen durchschnittlichen Lastbereich zwischen 80 W und 1,4 kW ab, unter anderem auch im Parallelbetrieb und in Hybridkonfiguration mit PV. Sie sind derzeit für den Betrieb mit Erdgas oder Propan als Brennstoff erhältlich.

Diese Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC) mit keramischem Elektrolyt haben sich seit mehreren Jahren im stationären Dauerbetrieb bewährt. Sie beruhen auf dem Prinzip, dass viele Keramiken bei Temperaturen über 650 °C für Sauerstoffionen leitfähig werden und sind daher Hochtemperatur-Brennstoffzellen, die als elektrochemische Energiewandler meist im Bereich von 700 °C bis 850 °C betrieben werden und für raue Umgebungsbedingungen geeignet sind.

Die Sunfire Fuel Cells GmbH produziert und vertreibt solche Brennstoffzellengeneratoren seit 2014 in der EU und seit 2019 in Nordamerika.

Im Jahr 2021 entschied sich Petronas Malaysia für den Betrieb eines Sunfire Remote 400 Cabinet Brennstoffzellengenerators als Stromversorgung für eine Blockventilstation an der Sabah-Sarawak-Gaspipeline in Borneo. Der Brennstoffzellengenerator wurde von Sunfires malaysischem Vertriebs- und Integrationspartner Petrolec Resources installiert und in Betrieb genommen. Er ist jetzt in Betrieb und läuft kontinuierlich als primäre Stromversorgung für alle elektrischen Verbraucher in der Station. Er erzeugt elektrische Energie mit einem Wirkungsgrad von bis zu 30 % und ersetzt damit die zuvor verwendeten Generatoren, die einen Wirkungsgrad von nur 3 % hatten. Dadurch kann der Nutzer die Treibhausgasemissionen um bis zu 90 % reduzieren. Die erzeugte Leistung wird automatisch an den Energiebedarf der Last angepasst, wobei ein Batteriespeichersystem als Puffer für schnelle Lastschwankungen und den Start des Brennstoffzellengenerators dient.

Die Stromversorgungslösung hat eine kompakte Grundfläche von nur 1 x 1 m² und wurde mit Schnittstellen zum Anschluss an die Erdgasleitung, die Lasten am Standort und das bestehende SCADA-System ausgestattet, was eine Fernüberwachung von der Leitwarte aus ermöglicht. Hier werden relevante Betriebsparameter einschließlich Störungs- und Wartungsstatus übertragen. Abbildung 1: Gesamtansicht der BV-Station von Petronas.

Der Endnutzer profitiert weiterhin von der Spitzenlastfähigkeit von bis zu 660 W durch die integrierte Batteriebank und den langen Wartungsintervallen von 10.000 Betriebsstunden, da kein Wasser, keine Schmiermittel und nur wenige bewegliche Teile beteiligt sind.

Die proaktive Wartung beschränkt sich auf eine Sichtprüfung, den Austausch der Luft- und Schwefelfilter und eine abschließende Dichtheitsprüfung. Dies alles ist in einer halben Stunde erledigt.

Die Erfahrung zeigt, dass eine Überholung des Brennstoffzellengenerators, einschließlich des Austauschs des Stacks, bei dieser Anwendung nur zwischen 20.000 und 30.000 Betriebsstunden erforderlich ist und über die Fernüberwachung nach Bedarf geplant werden kann.

Die Sunfire-Remote-Brennstoffzellengeneratoren sind gemäß der internationalen Brennstoffzellen-Norm IEC EN 62282-3-100 Fuel Cell Safety von dritter Seite für CE zugelassen. Die nordamerikanische (NRTL) Zertifizierung steht noch aus und wird für den Sommer 2022 erwartet.

Neben den bisherigen Referenzen in der europäischen Gasindustrie zeigt diese Installation erneut, wie Sunfire-Remote-Brennstoffzellen helfen, Zeitaufwand, Kosten und letztlich auch Emissionen bei der Stromversorgung elektrischer Verbraucher in der Öl- und Gasindustrie zu reduzieren. Mit der erweiterten Verfügbarkeit von erneuerbarem Ammoniak oder Wasserstoff werden auch entsprechende Produktvarianten rechtzeitig zur Verfügung stehen. So steht dem Umstieg auf eine hocheffiziente, saubere und nachhaltige Lösung nichts mehr im Wege.