Im Gespräch mit Lars Eichhorn

Im Gespräch mit Lars Eichhorn

von | Mrz 30, 2023 | Allgemein, Forschung, Interview, News

Credit DBT Inga Haar

©Technik-Salon, Leibniz Universität

Innovationslabor „Nachhaltige Wasserstoff-Verbrennungskonzepte“ (WaVe)

Mehr als 20 Forschungsteams in Niedersachsen arbeiten an Lösungen für die Wasserstoff-Wirtschaft. Viele davon im Rahmen der fünf Innovationslabore, die vom EFZN koordiniert werden.

Ein Beitrag zur stärkeren Vernetzung von Wissenschaft und Wirtschaft war die Vorstellung des EFZN-Wasserstoff-Kompetenzpapieres. Das Papier ist eine „Leistungsschau“ des seit 2018 bestehenden Forschungsverbundes Wasserstoff Niedersachsen.

Das NWN hat die Veröffentlichung zum Anlass genommen sich mit Lars Eichhorn, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Technische Verbrennung und Forschender im Innovationslabor WaVe, zu unterhalten.

Herr Eichhorn, Sie arbeiten in einem der fünf Innovationslabore in Niedersachsen. Womit beschäftigt sich das WaVe?

Eichhorn: Das Innovationslabor beschäftig sich in drei Projekten mit nachhaltigen Wasserstoff-Verbrennungskonzepten (WaVe). Ein Projekt beschäftigt sich mit Wasserstoffmotoren in Fahrzeugen. Dort wird untersucht, mit welchen Konzepten und angepassten Komponenten bestehende Nutzfahrzeugmotoren mit Wasserstoff betrieben werden können. Das zweite Projekt untersucht, wie in einem Gaskraftwerk Erdgas durch Wasserstoff ersetzt werden kann. Beim dritten Projekt, an dem ich persönlich arbeite, möchten wir zeigen, dass mit Wasserstoff Primärregelleistung in Gas- und Dampfkraftwerken bereitgestellt werden kann. Die dafür notwendige kurzfristige Leistungssteigerung einer Dampfturbine wird mit zusätzlichem Prozessdampf erzeugt, der das Reaktionsprodukt der Wasserstoff-Sauerstoff-Verbrennung ist.

Wieso können solche Prozesse nicht elektrifiziert werden?

Eichhorn: In dieser und vielen weiteren Anwendungen werden Temperaturniveaus jenseits der 500 Grad Celsius benötigt. Vor allem in der Produktion von Keramik, Glas, oder Zement ist der Wärmebedarf sehr groß. Dort ist die thermische Nutzung bedeutend effizienter als die elektrische Nutzung von Wasserstoff.

Sie versuchen hier diese Verbrennung noch effizienter zu machen. Wie funktioniert das?

Eichhorn: Besonders anspruchsvoll ist hierbei der Umgang mit der sehr heißen Wasserstoff-Sauerstoff-Flamme, welche bei atmosphärischem Druck und Temperaturen über 3000 °C verbrennt. Dazu entwickeln wir einen Brenner, welcher der thermischen Belastung standhalten kann und für eine optimale Vermischung der Gase, sowie eine betriebssichere Stabilisierung der Flamme sorgt. Im Vordergrund steht die Reduzierung der Verbrennungstemperatur auf ein technologisch beherrschbares Niveau.

Und das machen Sie mit Wasser?

Eichhorn: Richtig. In vielen Fällen wird dafür Wasserdampf genutzt, welcher der Verbrennung zugefügt wird; herausfordernd sind die erforderlichen Mengen. In unserem Forschungsansatz wird die Flamme mit flüssigem Wasser gekühlt, welches durch den Sauerstoff zerstäubt wird und als Wasser-Sauerstoff-Spray in die Brennkammer eintritt. Innerhalb der Brennkammer erfolgen die Mischung und Oxidation des Wasserstoffs. In ersten Versuchen mit dem neuen Brenner konnte die Flammentemperatur durch das innovative Konzept auf unter 2000 °C reduziert werden. Weitere Vorteile der Nutzung von flüssigem Wasser sind die in der Zuleitung geringeren Leitungsquerschnitte im Vergleich zum dampförmigen Wasser und dass keine Primärenergie benötigt wird, um Wasserdampf herzustellen. Dadurch ist diese Technologie deutlich flexibler und schneller einsatzbereit.

Dampf lässt sich ja aber schon relativ zügig herstellen. Wo brauchen wir denn diese zeitliche Flexibilität?  

Eichhorn: Ziel der Primärregelleistung ist die sekundenschnelle Bereitstellung von zusätzlicher Leistung, um die Stabilität des Stromnetzes zu gewährleisten. Das Hochfahren eines Dampferzeugers dauert zu lange und eignet sich daher nicht. Stattdessen verwendet unser Forschungsansatz Flüssigwasser – ohne weitere Vorbereitung.

Sie arbeiten darüber hinaus auch in einem Grundlagenlabor am Wasserstoff Campus Hannover. Was wird hier untersucht?

Eichhorn: Das Grundlagenlabor wurde in erster Linie geschaffen, um bei den Studierenden das Interesse an Wasserstoff im Allgemeinen und vor allem an nachhaltigen verbrennungstechnischen Themen zu wecken. Und tatsächlich erleben wir zwar abnehmende Teilnehmerzahlen bei den Vorlesungen zu Verbrennungsmotoren, jedoch steigendes Interesse seitens der Studierenden an Wasserstofftechnologien und alternativen Kraftstoffen. Insbesondere durch das Labor erhalten wir einige Initiativbewerbungen für unsere innovativen Forschungsprojekte.

Vielen Dank Herr Eichhorn.

 

 

 

 

Anpassung eines Blockheizkraftwerks für einen zukünftigen Wasserstoffbetrieb

Anpassung eines Blockheizkraftwerks für einen zukünftigen Wasserstoffbetrieb

von | Mrz 23, 2023 | Forschung, News

PROJEKTE

©EWE/C3 Visual Lab

Durch die Umstellung auf den Wasserstoffbetrieb können Blockheizkraftwerke Umwelt- und klimafreundlich betrieben werden. ©A-TRON Blockheizkraftwerke GmbH

Anpassung eines BHKW durch additiv gefertigte Komponenten für einen zukünftigen Wasserstoffbetrieb

Blockheizkraftwerke (BHKW) bieten insbesondere für mittelgroße bis große Immobilien wie Hotels, Mehrfamilienhäuser, Pflegeeinrichtungen oder ähnliche Gebäude eine effiziente Möglichkeit zur Beheizung. Denn BHKW können im Gegensatz zu zentralen Gas- oder Kohlekraftwerken die entstehende Wärmeenergie fast vollständig zum Heizen nutzen. Hierdurch können zwar Wirkungsgrade von über 90 Prozent erreicht werden – bei der Verbrennung von konventionellen Treibstoffen wie Erdgas oder Diesel entstehen jedoch Schadstoffe wie CO2 oder Feinstaub. Um den Betrieb klimafreundlich zu gestalten, wollen die A-TRON Blockheizkraftwerke GmbH sowie die beiden Institute ITV und IPeG der Leibniz Universität in einem vom Land Niedersachsen geförderten Projekt die Nutzung von Wasserstoff in BHKW ermöglichen – und das langfristig und klimafreundlich.

Ein BHKW bietet eine Form der dezentralen Energieerzeugung, die sich insbesondere für mittelgroße und große Gebäude anbietet. Es besitzt einen Verbrennungsmotor, in dem ein Treibstoff verbrannt wird. Die hierbei entstehende Wärmeenergie kann fast vollständig zum Heizen genutzt werden, wodurch sich hohe Wirkungsgrade von über 90% erreichen lassen. Da momentan jedoch in der Regel fossile Treibstoffe wie Erdgas oder Diesel eingesetzt werden, entstehen bei der Verbrennung aktuell noch klimaschädliche Schadstoffe wie CO2 oder auch Feinstaub. Um die effiziente Technologie in Zukunft klima- und umweltfreundlich nutzen zu können, wird im Rahmen des Projekts „Anpassung eines BHKW durch additiv gefertigte Komponenten für einen zukünftigen Wasserstoffbetrieb“ von den Projektpartnern A-TRON sowie dem Institut für Technische Verbrennung (ITV) und dem Institut für Produktentwicklung und Gerätebau (IPeG) der Leibniz Universität Hannover untersucht, wie Wasserstoff als Treibstoff in BHKW verwendet werden kann. Dabei geht es nicht nur um die grundsätzliche Machbarkeit, sondern insbesondere darum, langfristig einsetzbare Wasserstoff-BHKW zu entwickeln.

Innovativer Ansatz soll den Wasserstoffbetrieb ermöglichen

Hierzu werden im Rahmen des Projekts zwei Ziele verfolgt: Im ersten Teilziel soll grundsätzlich der Betrieb eines BHKW mit Wasserstoff ermöglicht werden. „Zunächst geht es darum, die Machbarkeit einer Wasserstoff-Nutzung in BHKW zu zeigen. Da dies Änderungen der Technologie erfordert, wird im Rahmen des Projekts ein hochinnovativer Ansatz gewählt, der nicht nur die verbrennungstechnischen, sondern auch die thermischen Randbedingungen verbessert.“ So Professor Dinkelacker, geschäftsführender Leiter vom ITV, zu der Zielrichtung des Projekts.

Da Wasserstoff sehr zündfreudig ist, dürfen die verwendeten Bauteile nicht zu heiß werden. Ziel ist es daher, den Verbrennungsmotor mit geeigneten Komponenten und Bauteilen umzurüsten, die gut gekühlt werden können. Besonders kritisch ist hierbei der Zylinderkopf des Motors, der lokal heiße Bereiche aufweisen kann – was das Risiko einer ungewollten Zündung erhöht. Um einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen, muss zudem die Wärmegewinnung aus dem Abgas verbessert werden. Die Temperatur des Abgases ist im Vergleich zu Erdgas-Motoren nämlich geringer, weshalb ein Wärmetauscher zur effizienten Überführung der Wärme in den Heizkreis entwickelt werden soll.

©A-TRON Blockheizkraftwerke GmbH

Haltbarkeit der Bauteile soll erhöht werden

Im zweiten Teilziel soll zudem die Haltbarkeit der Wasserstoff-BHKW erhöht werden. Da bei der Herstellung der BHKW bereits nicht unerhebliche Emissionen entstehen, sollen diese möglichst lange verwendet werden. Hierzu muss die Haltbarkeit der einzelnen Bauteile erhöht werden – speziell jedoch die der Laufbuchse, deren Lebenszeit am stärksten begrenzt ist. Gegen den Verschleiß soll insbesondere durch die additive Fertigung (3D-Druck) von modernen Komponenten vorgegangen werden. Zudem wird der Verschleiß im Rahmen des Projekts bereits während des Betriebs messbar gemacht. Hierdurch kann der kostenintensive Ausbau des gesamten Motors ersetzt werden, der aktuell für eine Verschleißmessung (und den Laufbuchsenaustausch) noch nötig ist. Zudem wird ein effizienteres Wärmemanagement ermöglicht.

Professor Lachmayer, geschäftsführender Leiter vom IPeG, betont die Bedeutung des Projekts für eine erfolgreiche Wärmewende: „Sowohl die Wasserstoffverbrennung in Blockheizkraftwerken als auch die Einbindung der additiven Fertigung in die Motorentechnologie ist neuartig. Wenn BHKW mit Wasserstoff ohne Treibhausgas-Emission betrieben werden können, ist dies ein zentraler Baustein für die Wärmewende.“

Land Niedersachsen fördert das Projekt

Zu den Projektpartnern gehört die A-TRON Blockheizkraftwerke GmbH sowie mit dem Institut für Technische Verbrennung und dem Institut für Produktentwicklung und Gerätebau zwei Institute der Leibniz Universität Hannover. Das Projekt wird mit knapp 800.000 € vom Land Niedersachsen gefördert und soll bis Oktober 2024 laufen.

„Als Ministerium unterstützen wir das Vorhaben ausdrücklich. Schließlich gilt es auszuloten, welche effektiven Rückverstromungsmöglichkeiten es für Wasserstoff gibt und wie die dabei entstehende Wärme genutzt werden kann. Außerdem wollen wir so schnell wie möglich wegkommen von fossilen Energieträgern. Wasserstoff bietet dazu viele Möglichkeiten, auch dem gehen wir in Pilot- und Demonstrationsvorhaben intensiv nach.“

Christian Meyer, Niedersächsischer Energie- und Klimaschutzminister

Während die Institute der Leibniz Universität Hannover die gewonnenen Erkenntnisse im Anschluss an das Projekt auf weitere Forschungsfelder übertragen wollen, plant die A-TRON GmbH mit den neuen BHKW den aktuellen Kundenkreis zu beliefern und weitere Märkte zu erschließen. Daniel Steck, Entwicklungsleiter bei der A-TRON Blockheizkraftwerke GmbH, betont in diesem Kontext die Chancen, die sich beim Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft ergeben: „Aktuell vertreiben wir bereits umweltfreundliche BHKW – z.B. in Form von Biogas- oder Klärgasanlagen. Mit dem Projekt wollen wir unser Portfolio jedoch strategisch erweitern. Mit der erfolgreichen Anpassung eines BHKW auf den Wasserstoffbetrieb können wir in einen wichtigen Zukunftsmarkt investieren und zum Aufbau einer treibhausgasneutralen Wasserstoff-Infrastruktur beitragen.“

Partner

©Ahrens Dachtechnik
©DLR Institut für vernetzte Energiesysteme
©DLR Institut für vernetzte Energiesysteme

Die A-TRON Blockheizkraftwerke GmbH ist ein international tätiger Entwickler und Hersteller von Mini-Blockheizkraftwerken. Bereits heute werden umweltfreundliche BHKW in Form von Biogas- oder Klärgasanlagen vertrieben – mit dem Wasserstoff-BHKW wird ein weiteres klimafreundliches Angebot hinzugefügt. 

Logo: © A-TRON Blockheizkraftwerke GmbH

 

 

Am Institut für Produktentwicklung und Gerätebau (IPeG) werden die Themen Entwicklungsmethodik, Systems Engineering, Additive Fertigung und Optomechatronik behandelt. Das Institut realisiert in ihren Werkstätten und Laboren die integrierte Produktentwicklung von der Idee bis zum Prototypen. 

Logo: © Institut für Produktentwicklung & Gerätebau

Das Institut für Technische Verbrennung  (ITV) forscht und lehrt in den Bereichen der turbulenten Verbrennung, der Spray-Einspritzungsprozesse, der diesel- und gasmotorischen Brennverfahren und der motorischen Tribologie. Neu sind Themen der „nachhaltigen Verbrennung“. 

Logo: © Institut für Technische Verbrennung

 

 

Schrand Energy Plant

Schrand Energy Plant

von | Mrz 8, 2023 | Allgemein, Forschung, News, Speicherung, Stromerzeugung, Wasserstoffherstellung

PROJEKTE

Prof. Dr. -Ing. Reckzügel (Professor der Hochschule Osnabrück, Professor für innovative Energietechnik und Thermische Energietechnik), Patrick Wösten (Hochschule Osnabrück, wissenschaftlicher Mitarbeiter in dem Projekt), Minister Meyer, Jörg Wilke (Geschäftsführer „Northern Institute of Thinking“) (zweite Reihe), Timo Schrand (Geschäftsführer von schrand.energy GmbH & Co. KG), Paul Hoffmann (Projektleiter Wasserstoff  bei schrand.energy GmbH & Co. KG.) (zweite Reihe), Uwe Bartels (Landesminister a. D.)

Autarkes Energiesystem im Gebäude

In Essen (Oldenburg) plant das Unternehmen schrand.energy GmbH & Co. KG einen CO2-neutralen und energieautarken, firmeneigenen Neubau. Das Konzept namens Schrand Energy Plant wird von vornherein als modulare, reproduzierbare und skalierbare Gesamtlösung entwickelt, um es auf andere Gebäude übertragen zu können. 

Die Schrand Energy Plant nutzt eine Photovoltaikanlage, um den jeweiligen Firmenstandort mit Erneuerbarer Energie versorgen zu können. Die überschüssige Energie wird anschließend in einer PEM-Elektrolyseeinheit verwendet, um Wasser in Wasser- und Sauerstoff zu spalten, diese Gase in Druckgastanks zwischenzuspeichern und dann bei Bedarf in einer Wasserstoffbrennstoffzelle in elektrischen Strom und Wärme umzuwandeln. Die Energy Plant soll so ein Gesamtsystem aus Energiespeicher, Elektrolyseur, Brennstoffzelle und Wasserstofftank bieten, das an den jeweiligen Verbraucher angepasst werden kann.

Am 7. März übergab der Niedersächsische Umwelt- und Energieminister Christian Meyer die Förderung.  Schrand.energy erhält für die Umsetzung eine Förderung von rund 2,7 Mio. Euro und der Kooperationspartner Hochschule Osnabrück 230.000 Euro. 

Umwelt- und Energieminister Christian Meyer: „Erneuerbare Energien sind unerlässlich, wenn wir das Klima schützen wollen. Manchmal haben wir jedoch große Mengen, ohne sie speichern zu können. Das Projekt schlägt zwei Fliegen mit einer Klatsche, indem es Solarenergie und Wasserstofftechnologie vereint: Überschüssige Solarenergie kann so weiterverwendet, Wasserstoff mit erneuerbaren Energien hergestellt werden. Das schont das Klima und den Geldbeutel und stärkt die heimische Wirtschaft mit günstiger, sauberer Energie.“

 

TransHyDE

TransHyDE

von | Nov 28, 2022 | Allgemein, Forschung, News, Speicherung, Transport

PROJEKTE

©MUQuelle: Projektträger Jülich im Auftrag des BMBF

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

von | Nov 22, 2022 | Allgemein, Forschung, News, Wasserstoffherstellung

PROJEKTE

©MUQuelle: Projektträger Jülich im Auftrag des BMBF.

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

von | Nov 10, 2022 | Allgemein, Forschung, Industrie, News, Wasserstoffherstellung

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.