TransHyDE

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PROJEKTE

TransHyDE – Aufbau einer Wasserstoff-Transport-Infrastruktur

Um den deutschen Bedarf an grünem Wasserstoff zu decken und die Energiewende umzusetzen, braucht es große Mengen Wasserstoff – von denen ein nicht unerheblicher Teil importiert werden muss. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Wasserstoff-Leitprojekt TransHyDE will daher Transport-Möglichkeiten technologieoffen weiterentwickeln und zudem entsprechende Normen schaffen, um hierdurch den Aufbau der Wasserstoff-Infrastruktur zu ermöglichen und den Markthochlauf zu unterstützen.

Auf unserer Seite werden zahlreiche Projekte vorgestellt, in denen der Transport von Wasserstoff im Fokus steht. Dabei gibt es ganz unterschiedliche Herangehensweisen, sei es der Transport in Hochdruckbehältern, in bestehenden Gasleitungen oder mittels grünen Ammoniaks oder flüssigen organischen Trägerstoffen (liquid organic hydrogen carriers [LOHC]). Diese technologische Vielfalt soll im Rahmen des Wasserstoff-Leitprojekts TransHyDE weiter untersucht werden – denn in den genannten Handlungsfeldern gibt es weiterhin großen Forschungsbedarf. So gibt es derzeit insbesondere im Bereich der Normierung, also z.B. bei Standards oder Sicherheitsvorschriften keine einheitlichen Regelungen – was den Markthochlauf aktuell noch behindert. Damit die genannten Transporttechnologien schnell ins Energiesystem integriert werden können, braucht es demnach neue Standards, Normen und Zertifizierungen, denen sich ein eigenes Arbeitspaket im Rahmen von TransHyDE widmet. 

TransHyDE wird in verschiedenen Teilprojekten umgesetzt, in denen die unterschiedlichen Transportmöglichkeiten in der Praxis, aber auch aus Sicht der Forschung genauer in den Blick genommen werden.

Quelle: Projektträger Jülich im Auftrag des BMBF

Die Umsetzung erfolgt in Teilprojekten (für weitere Informationen bitte ausklappen):

„Mukran"

Am Mukran Port auf Rügen wird ein innovativer Hochdruck-Kugelspeicher für Wasserstoff entwickelt. Dieser soll dazu in der Lage sein, auf hoher See in der unmittelbaren Umgebung von Offshore-Wind- und Elektrolyseanlagen vom Projekt H2Mare eingesetzt zu werden. Dort wird mittels Windenergie grüner Wasserstoff erzeugt, der im Kugelspeicher zwischenzeitlich gespeichert werden soll.

„GET H2“

Damit Wasserstoff flächendeckend zur Verfügung steht, soll im Projekt GET H2 die Nutzung von ehemaligen Erdgasleitungen für den Transport von Wasserstoff erforscht werden. Aktuell fehlen zudem Normen und Überwachungsstandards bei der Umstellung von Erdgasleitungen, weshalb in GET H2 ein Testumfeld aufgebaut wird, in dem Material- und Sicherheitsfragen beantwortet werden können.

„Campfire“

Das Projekt Campfire soll das Potential von Ammoniak für den Wasserstoff-Transport untersuchen und dabei insbesondere die Rückgewinnung von Wasserstoff aus Ammoniak in den Blick nehmen. Ziel ist hierbei insbesondere, die Effizienz bei der Wiederauslösung des Wasserstoffs zu verbessern.

„Helgoland“

Im Projekt Helgoland wird eine Wasserstoff-Logistikkette über Land und über See aufgebaut. Via Pipeline soll der grüne Wasserstoff von der Offshore-Anlage des Leitprojekts H2Mare auf die Insel Helgoland gebracht werden und dort für einen weiteren Transport mit LOHC gebunden werden. Anschließend kann der gebundene Wasserstoff mit bestehender Infrastruktur ähnlich wie Öl verschifft werden und im Hamburger Hafen in einer Dehydrieranlage wiederum vom LOHC gelöst und nutzbar gemacht werden.

„Forschungsverbünde"

Insgesamt fünf Verbünde von Forschungseinrichtungen unterstützen die Projekte mit wissenschaftlichen Erkenntnissen. Dabei geht es z.B. um Material- und Komponentenforschung, Betriebssimulationen oder auch sicherheitsrelevante und ökologische Fragen. Der Wissensstand und aktuelle Handlungsempfehlungen werden in einer Roadmap festgehalten und allen Projektpartnern zur Verfügung gestellt.

Weitere Informationen

Aus Niedersachsen nehmen drei Unternehmen an dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt teil. Hierzu zählt die ROSEN GmbH, die Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH sowie die Inherent Solutions Consult GmbH & Co. KG

Mehr zu dem Projekt finden Sie hier.

H2Mare

H2Mare

PROJEKTE

H2Mare – Grüner Wasserstoff vom Meer

Für den erfolgreichen Markthochlauf von grünem Wasserstoff, muss dieser kostengünstig erzeugt werden. Offshore-Windenergie kann in diesem Kontext ein gutes Instrument bieten, um günstigen grünen Wasserstoff herzustellen – insbesondere dann, wenn der Wasserstoff direkt vor Ort ohne kostenintensive Infrastruktur produziert werden kann. Genau dies wird aktuell im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Wasserstoff Leitprojekt „H2Mare“ untersucht.

Offshore-Windenergieanlagen bieten ein großes Potenzial für die kostengünstige Erzeugung von erneuerbaren Energien – und damit auch für die Produktion von günstigem grünem Wasserstoff. Im Vergleich zu Windanlagen an Land bieten Offshore-Windräder eine höhere durchschnittliche Nennleistung und erzeugen Strom vergleichsweise kontinuierlich. Diese Vorteile sollen im Rahmen des Projekts H2Mare dazu genutzt werden, direkt vor Ort auf See kostengünstigen grünen Wasserstoff herzustellen. Aufgrund der lokalen Erzeugung mittels Windstrom können die Infrastrukturkosten – und damit auch die Kosten für den grünen Wasserstoff insgesamt – deutlich gesenkt werden.

Geplant ist neben der Erzeugung von grünem Wasserstoff auf See, auch die Produktion von Folgeprodukten wie grünem Methanol oder grünem Ammoniak, die flexibel eingesetzt und transportiert werden können. Hierzu wollen die Projektpartner den Einsatz von Technologien testen, welche die Kohlendioxid- und Stickstoffgewinnung auf See ermöglichen – eine Voraussetzung für die Herstellung von grünem Methanol und grünem Ammoniak.

Zudem sollen zukunftsfähige Ansätze wie die Meerwasser- oder Wasserdampf-Elektrolyse getestet und weiter vorangetrieben werden, da hierdurch die Entsalzung des Meerwassers – und damit ein weiterer Produktionsschritt – entfallen könnte. Aufgrund der Arbeit in einem sensiblen Ökosystem steht auch die Sicherheit und die Frage nach möglichen Umweltauswirkungen im Zentrum der Forschungsarbeiten.

Quelle: Projektträger Jülich im Auftrag des BMBF.

Die Umsetzung erfolgt dabei in vier Teilprojekten:

„OffgridWind“

Im Projekt „OffgridWind“ sollen die Voraussetzungen geschaffen werden, um einen Elektrolyseur in einer neuen Windanlage zu integrieren. Hierfür ist nicht nur ein anderes Fundament nötig als bei „herkömmlichen“ Offshore-Anlagen, sondern auch eine neue Windturbinenbauart.

„H2Wind“

Im H2Mare-Projekt „H2Wind“ wird der Elektrolyseur untersucht, der in den Anlagen zum Einsatz kommen soll. Ziel ist es, dass der eingesetzte Wasser-Elektrolyseur letztlich sehr effizient und nahezu autark arbeiten kann.

„PtX-Wind“

Im dritten Teil-Projekt „PtX-Wind“ steht die Power-to-X-Technologie im Mittelpunkt und dabei insbesondere die Produktion von grünem Methanol und grünem Ammoniak. Hierzu sollen CO2 und Stickstoff vor Ort aus der Luft gewonnen werden, die für die Produktion von Methanol und Ammoniak nötig sind. Im Rahmen des PtX-Wind-Projekts wird zudem die Meerwasserelektrolyse untersucht: Hierdurch soll das aus dem Meer gewonnene Wasser direkt bei der Elektrolyse genutzt werden können – sodass eine Entsalzung nicht mehr nötig wäre.

„TransferWind“

Im letzten H2Mare-Projekt „TransferWind“ geht es um übergeordnete Fragestellungen wie Sicherheits- und Umweltfragen oder Infrastrukturanforderungen auf See. Zudem sollen in diesem Teil-Projekt die Ergebnisse aus den anderen Projekten zusammengeführt werden und ein Austausch zwischen den vielfältigen Projektpartnern stattfinden.

Weitere Informationen

Aus Niedersachsen nehmen zwei Forschungseinrichtungen an dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt teil. Hierzu zählt neben der Leibniz Universität Hannover auch die Stiftung Offshore-Windenergie aus Varel.

Mehr zum Projekt finden Sie hier.

H2Giga

H2Giga

PROJEKTE

©MUQuelle: Projektträger Jülich im Auftrag des BMBF.

H2Giga – Serienproduktion von Elektrolyseuren

Für den erfolgreichen Aufbau der deutschen Wasserstoffwirtschaft stellen entsprechend große Elektrolyse-Kapazitäten eine zentrale Grundvoraussetzung dar. Um hohe Kapazitäten an leistungsfähigen und kostengünstigen Elektrolyseuren aufzubauen, braucht es zeitnah eine serienmäßige Produktion von Elektrolyseuren – denn aktuell erfolgt ihre Herstellung noch größtenteils zeit- und kostenintensiv. Um dies zu ändern, wird in dem vom BMBF geförderten Wasserstoff Leitprojekt „H2Giga“ die Serienproduktion von Elektrolyseuren durch insgesamt etwa 120 Partner untersucht.

Damit der steigende deutsche Wasserstoffbedarf in Zukunft gedeckt werden kann und der Markthochlauf gelingt, braucht es entsprechende Elektrolyse-Kapazitäten. Es gibt zwar bereits heute große und effiziente Elektrolyseure – deren Herstellung ist jedoch häufig zeitaufwändig und kostenintensiv. Um also zukünftig die nötigen Elektrolyse-Kapazitäten aufzubauen und grünen Wasserstoff wettbewerbsfähig zu machen, bedarf es einer serienmäßigen Produktion von Elektrolyseuren. Aus diesem Grund arbeiten in dem Projekt H2Giga etwa 120 Partner aus Industrie, KMUs, Start-Ups, Universitäten und Forschungseinrichtungen daran, bestehende Elektrolyse-Technologien weiter voranzubringen. Hierzu soll es im Rahmen des Projekts einen ständigen Austausch zwischen Wirtschaft und Wissenschaft geben, wodurch effiziente Verfahren für die Produktion von Elektrolyseuren entwickelt werden sollen.

Die H2Giga-Projekte lassen sich in drei Gruppen unterteilen: Unter dem Stichwort „Scale-up“ werden gängige Elektrolyseverfahren (PEM-Elektrolyse, alkalische Wasserelektrolyse, Hochtemperatur-Elektrolyse) betrachtet und für die Serienfertigung vorbereitet. Im Rahmen des „Next Generation Scale-up“ werden Elektrolyse-Verfahren untersucht, die ebenfalls vielversprechend, aber noch nicht so etabliert sind. Hierzu gehören bspw. Verfahren, die ohne Edelmetalle auskommen oder besonders effizient sind. Im Rahmen des „Innovationspools“ werden Zukunftstechnologien und Innovationen untersucht und entwickelt, z.B. in Hinsicht auf neue Materialien und Fertigungstechnologien.

Eine ausführliche Vorstellung der (Teil-)Projekte können Sie im Video unterhalb nachvollziehen.

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Das Projekt im April 2021 gestartet und läuft für vier Jahre. Durch die Ergebnisse des Projekts sollen in Zukunft die verschiedenen Elektrolyse-Technologien schließlich in Serie produziert werden können. H2Giga soll zudem dazu beitragen, dass die Aus- und Weiterbildung im Bereich der Wasserstoffwirtschaft gestärkt und Arbeitsplätze geschaffen werden.

An dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt nehmen Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus ganz Deutschland teil. Aus Niedersachsen sind mit der TU Clausthal, der TU Braunschweig, der Leibniz Universität Hannover, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. und OFFIS e.V. insbesondere wissenschaftliche Partner beteiligt. Aus der Wirtschaft nimmt die Fest GmbH aus Goslar teil.

Mehr zum Projekt H2Giga  finden Sie hier.

Quelle: Projektträger Jülich im Auftrag des BMBF.

Regio Plus: Dekarbonisierung von Unternehmen durch Sektorenkopplung 

Regio Plus: Dekarbonisierung von Unternehmen durch Sektorenkopplung 

PROJEKTE

Regio Plus: Dekarbonisierung von Unternehmen durch Sektorenkopplung

In dem Projekt Regio Plus wird am Beispiel des Emslandes exemplarisch analysiert, wie Unternehmen in einem zukünftigen Energiesystem eine CO2-arme Produktion sicherstellen können. Hierzu wird der aktuelle Status des Energiesystems analysiert und auf dieser Grundlage herausgearbeitet, wie Unternehmen zukünftig mit der nötigen Energie versorgt werden können. Im Zentrum der Forschung steht dabei die Frage nach Möglichkeiten für die Sektorenkopplung, bei der auch grüner Wasserstoff eine wichtige Rolle spielen soll. 

Vor dem Hintergrund eines überwiegend auf erneuerbarem Strom basierenden Energiesystems bekommt die Kopplung der Sektoren Strom, Wärme und Mobilität eine zunehmend größere Bedeutung. Da das Angebot erneuerbarer Energien im Emsland aktuell bereits recht hoch ist, spielt die Nutzung von Überschussstrom schon heute eine wichtige Rolle – die in Zukunft mit einem steigenden Angebot erneuerbarer Energien weiter wachsen wird. Wasserstoff kann in diesem Kontext aufgrund der Flexibilität und Speicherfähigkeit durch Technologien wie Power-to-Gas eine wichtige Rolle spielen. Im Projekt Regio Plus sollen daher verschiedene Querschnittstechnologien analysiert werden und ein zukünftiges Energiesystem modelliert werden.

Dabei sollen speziell die Chancen und Risiken für Unternehmen aufgezeigt werden, die sich im Rahmen der Transformation ergeben. Letztlich sollen die Forschungsergebnisse praxisorientierte Lösungsansätze für Unternehmen bereithalten. Das Projekt wird im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert. Regio Plus wurde im Juli 2019 gestartet und läuft noch bis Juni 2022.

Mehr zu dem Projekt lesen Sie hier. 

Die Ergebnisse wurden auch auf einer Konferenz vorgestellt. Folien und weitere Infos finden Sie dazu hier.

Projektpartner:

Hochschule Osnabrück, Landkreis Emsland, Kuiter, westnetz, Energie Achse Ems, Energieeffizienzagentur Landkreis Emsland, Goldschmidt, Giga Coating, BP Lingen, Stadt Lingen, Stadtwerke Lingen

 

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Innovationslabor: H2 ReNoWe

Innovationslabor: H2 ReNoWe

PROJEKTE

H2-Region Nordwest-Niedersachsen

In der Region Wesermarsch soll untersucht werden, wie Wasserstoff als Energielieferant vor Ort etabliert werden kann, um letztlich eine nachhaltige Wasserstoffwirtschaft aufzubauen. Hierzu soll Wasserstoff direkt vor Ort erzeugt, genutzt und gespeichert werden. Zu diesem Zweck soll ein vorhandenes Speicher-Kraftwerk so umgerüstet werden, dass Wasserstoff gespeichert und durch Rückverstromung zur klimafreundlichen Stromversorgung vor Ort beitragen kann.

Im Rahmen des Innovationslabors „H2-Region Nordwest-Niedersachsen“ (H2-ReNoWe) wird das Druckluft-Energiespeicher-Kraftwerk Huntorf so umgerüstet, dass es grünen Wasserstoff als Energieträger nutzen kann wodurch ein flexibles, regeneratives Speicherkraftwerk entstehen soll.

Zu diesem Zweck wird die bestehende Infrastruktur im Kraftwerk genutzt und erweitert, um grünen Wasserstoff speichern und schließlich mittels Rückverstromung für die Stromversorgung vor Ort nutzen zu können. Mit dem Einsatz von Wasserstoff in der Rückverstromung besteht die Möglichkeit einer CO2-freien Energieerzeugung und -Speicherung im Megawattbereich. Zudem sollen Möglichkeiten analysiert werden, wie der lokal produzierte grüne Wasserstoff sowie Sauerstoff in Zukunft einerseits vermarktet und andererseits in den Mobilitätssektor integriert werden können.

Zur Weiterentwicklung von Wasserstofftechnologien fördert das Niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und Kultur (MWK) sogenannte Innovationslabore mit bis zu 6,5 Millionen Euro. Mehr Information zu den Innovationslaboren.

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Das Oldenburger Institut für Vernetzte Energiesysteme entwickelt Technologien und Konzepte für die zukünftige Energieversorgung auf Basis erneuerbarer Energien. Dieser Transformationsprozess wird unter Berücksichtigung der Aspekte „Defossilierung“, „Dezentralisierung“ und „Digitalisierung“ erforscht.

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Das Clausthaler Umwelttechnik Forschungszentrum (CUTEC) an der TU Clausthal unterstützt aktiv den Transformationsprozess Deutschlands hin zu einer nachhaltigen Industriegesellschaft.

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Innovationslabor: THEWA

Innovationslabor: THEWA

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Das Niedersächsische Forschungszentrum Fahrzeugtechnik (NFF) an der TU Braunschweig. ©TU Braunschweig-NFF

THEWA – Thermomanagement von Wasserstoff-Tankstellensystemen

Soll Wasserstoff im Mobilitätssektor einen breiten Einsatz finden, so braucht es effektive Lösungen für den Tankvorgang. Das als Innovationslabor vom Land Niedersachsen geförderte Projekt „THEWA“ möchte in diesem Zusammenhang Gesamtsystemkonzepte für zukünftige Wasserstoff-Tankstellen erforschen und bereitstellen. 

Das Projekt „THEWA – Thermomanagement von Wasserstoff-Tankstellensystemen“ der TU Braunschweig möchte den Einsatz von Wasserstoff im Mobilitätssektor vorantreiben – indem Konzepte für Wasserstoff-Tankstellen erforscht und in verschiedenen exemplarischen Anwendungsfällen bereitgestellt werden. Denn Wasserstoff-Tankstellen müssen recht spezifische Anforderungen erfüllen, die je nach Fahrzeug und verwendeter Wasserstoff-Speichertechnologie variieren. Der Fokus liegt daher auf multimodalen Tankstellen zur Betankung verschiedener Verkehrsträger, beispielsweise Pkw, Busse oder Lkw.

Das Projekt wird im Zuge der sogenannten „Innovationslabore“ vom Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur (MWK) gefördert. Die Innovationslabore sollen Wasserstofftechnologien weiterentwickeln und werden mit bis zu 6,5 Millionen Euro gefördert. Mehr Information zu den Innovationslaboren.

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TU Braunschweig

An der Technischen Universität Braunschweig sind rund 20.000 Studierende in 71 Studiengängen eingeschrieben. Das Projekt wird von dem Niedersächsischen Forschungszentrum Fahrzeugtechnik (NFF), einem wissenschaftlichen Zentrum der TU Braunschweig, umgesetzt. 

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