CibusCell steigert die Effizienz der Wasserstoffproduktion bei OGE
Die Software-as-a-Service (SaaS)-Lösung der CibusCell Technology GmbH bietet den Kunden eine umfassende Plattform zur Wasserstoffproduktion und -optimierung.
Zusammenfassung
Grüner Wasserstoff wird als Schlüssel zu einer effizienten Energiewende angesehen. Für seine Herstellung wird überschüssiger Windstrom genutzt. Dies erfordert eine transparente digitale Abbildung der Prozessketten. Bislang war dies eine Herausforderung.
OGE nutzt daher CibusCell und die Digitalisierungsplattform Microsoft Fabric, um die Wasserstoffproduktion als digitalen Zwilling darzustellen. Produktionsdaten werden in Echtzeit ausgewertet, um datenbasierte Entscheidungen für den Betrieb zu treffen.
Die Plattform verknüpft Echtzeit-Strompreise mit internen Daten und errechnet den zu erwartenden Preis für 1 kg H₂. So kann der Produktionsplan optimiert werden. Das senkt die Produktionskosten um bis zu 50 %.
Die Zukunft der Energieversorgung hängt von nachhaltigen Energieträgern ab. Der Gasnetzbetreiber Open Grid Europe (OGE) leistet in seiner eigenen Verdichterstation Krummhörn bereits Pionierarbeit und demonstriert, wie überschüssiger Windstrom zur Produktion von grünem Wasserstoff genutzt werden kann. Um diese Produktion effizient zu steuern, bedarf es transparenter Prozesse. Deshalb setzt OGE auf eine Datenplattform auf Basis von Microsoft Fabric. Die Plattform geht sogar noch einen Schritt weiter und nutzt Echtzeitdaten zur Optimierung der Produktionseffizienz.
Die Herausforderung: Isolierte Daten erschweren die Verbindung von Prozessen
Ziel der Bundesregierung ist es, dass Deutschland bis 2045 klimaneutral ist. Um dies zu erreichen, müssen nachhaltige, erneuerbare Energiequellen wie Wind, Sonne oder grüner Wasserstoff ausgebaut und verstärkt für Strom, Mobilität und Industrie genutzt werden. Sich bei der Energieversorgung auf erneuerbare Energiequellen zu verlassen, birgt jedoch Herausforderungen: „Grüne Stromerzeugung wird immer volatil sein, auch in Zukunft“, erklärt Ralf Werner, CIO bei Open Grid Europe (OGE). „Wenn kein Wind weht, keine Sonne scheint und wir keinen Strom aus erneuerbaren Energien erzeugen können, brauchen wir eine Art Backup-Versorgung. Hier sehen wir das größte Potenzial für grünen Wasserstoff.“
Aus diesem Grund hat der Gasnetzbetreiber OGE das Projekt KRUH2 in der Verdichterstation Krummhörn an der deutschen Nordseeküste gestartet, wo er einen Elektrolyseur mit überschüssigem Strom aus erneuerbaren Energien betreibt, der von Onshore- und Offshore-Windturbinen erzeugt wird. Der Elektrolyseur produziert grünen Wasserstoff, den OGE wiederum als Energiequelle für seinen eigenen Standort nutzt.
Die größte Hürde für OGE war, dass die Prozessketten der Wasserstoffproduktion nicht durchgängig digital abgebildet werden konnten. „Das ist aber ein absolut notwendiger Schritt“, so Werner, “denn wir müssen wissen, wie viel H2 benötigt und abgenommen wird. Nur dann können wir die richtigen Mengen produzieren und unsere Produktionsplanung an die Anforderungen und Möglichkeiten der Zwischenlagerung anpassen.“
Dazu braucht man Daten – und die richtige Technologie, um die Daten zu organisieren und schließlich zu analysieren. Zu diesem Zweck arbeitet OGE mit dem Start-up-Unternehmen CibusCell zusammen, mit dem es über das Wasserstoff-Innovationszentrum H2UB in Kontakt kam. Ihr gemeinsames Ziel ist es, mit Hilfe von Microsoft Fabric die Prozesse der Wasserstoffproduktion von Anfang bis Ende digital abzubilden und dabei die besonderen Anforderungen einer systemkritischen Umgebung zu berücksichtigen.
Die Lösung: Digitaler Zwilling ermöglicht optimale Wasserstoffproduktion
OGE nutzt nun eine Digitalisierungsplattform, um den gesamten Wasserstoffproduktionsprozess abzubilden: Die Plattform sammelt Echtzeitdaten von den Hardwarekomponenten, wertet sie aus und bildet sie als digitalen Zwilling ab. „Mit dieser Lösung, die auf Microsoft Fabric basiert, können wir nicht nur konsolidierte Daten auswerten, sondern auch datengetriebene Entscheidungen für den Betrieb und dessen Steuerung treffen“, sagt Werner. Doch die Lösung kann noch mehr: Sie verknüpft Daten zu internen Produktionskosten mit Echtzeitdaten zu Strompreisen von der Europäischen Energiebörse. Diese Integration ermöglicht es wiederum, den Preis für die Produktion eines Kilogramms H2 in Echtzeit zu berechnen, so dass die Plattform auf dieser Grundlage Vorschläge zur Optimierung des Produktionsplans machen kann. Das bedeutet, dass Strom kostengünstig eingekauft werden kann, wodurch die Produktionskosten gesenkt werden. Um das Potenzial der Daten voll auszuschöpfen, wurden auch Microsoft Azure und Machine Learning in die Plattform integriert. Und das hat sich deutlich ausgewirkt, wie Marcus Rübsam, Geschäftsführer von CibusCell Technology, erklärt: „Allein durch die wirtschaftliche Optimierung auf Basis von Machine Learning können wir die Produktionskosten um rund 50% senken.“ Werner ergänzt: „Microsoft ist für uns nicht nur ein Technologielieferant, sondern hat uns auch bei der Abwicklung unserer Softwareanforderungen unterstützt. Durch ein privates Angebot über den Azure Marketplace konnten wir CibusCell direkt beauftragen.“ Da OGE als reguliertes Unternehmen den produzierten Wasserstoff nicht kommerziell nutzen darf, wird er ausschließlich in der Verdichterstation Krummhörn, an Wasserstofftankstellen für den firmeneigenen Fuhrpark und für die Wärme- und Energieversorgung des Standorts verwendet. „Mit KRUH2 haben wir jedoch echte Pionierarbeit geleistet. Das Projekt ist nicht nur ein Proof of Concept für grünen Wasserstoff als Energieträger der Zukunft, sondern auch dafür, wie die Sektorkopplung gelingen kann“, erklärt Ralf Werner. „Darüber hinaus haben wir mit der Entwicklung von KRUH2 wertvolles Wissen für die Beantwortung von Zukunftsfragen gesammelt. Damit können wir als Unternehmen eine noch aktivere Rolle bei der Entwicklung eines deutschlandweiten Wasserstofftransportnetzes spielen und die Energiewende in Deutschland vorantreiben.“
