Fraunhofer Hydrogen Labs

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Von Hydrogeit

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30. August 2021

Fraunhofer Hydrogen Labs

Testzentren fĂŒr industrielle Wasserstofftechnologie nehmen Betrieb auf

TestflĂ€che des Hydrogen Lab Leuna, © Fraunhofer IMWS / Moritz KĂŒhnel
© Fraunhofer IMWS / Moritz KĂŒhnel

Die Industrie benötigt fĂŒr die breite Anwendung von grĂŒnem Wasserstoff verlĂ€ssliche Technologien. In den Hydrogen Labs bĂŒndelt die Fraunhofer-Gesellschaft ihre Kompetenzen rund um die Erzeugung und Nutzung von grĂŒnem H2 und schafft eine einmalige Forschungsinfrastruktur fĂŒr praxisnahe Leistungs- und Belastungstests im Industriemaßstab, um die Entwicklung massentauglicher H2-Technologien und somit den Markthochlauf entscheidend voranzubringen.

Die nationale Wasserstoffstrategie hat grĂŒnen Wasserstoff als SchlĂŒsselbaustein in den Fokus der Energiewende gerĂŒckt. Die bis 2030 angestrebte jĂ€hrliche ProduktionskapazitĂ€t von 14 TWh grĂŒnen Wasserstoffs stellt die vorhandenen Technologien vor enorme Herausforderungen, die nur durch einen erheblichen Forschungs- und Entwicklungsschub bewĂ€ltigt werden können. Neben der Skalierung von Elektrolyseuren in neue Leistungsklassen, der Entwicklung leistungsfĂ€higerer und kostengĂŒnstigerer Komponenten sowie der Etablierung einer Serienfertigung spielen Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit im Realbetrieb eine entscheidende Rolle fĂŒr den anvisierten Markthochlauf.

Elektrolyseure werden bevorzugt bei statischer Last betrieben, um Effizienz und Wirtschaftlichkeit bei vorhersehbarer Degradation zu maximieren. Um grĂŒnen Wasserstoff zu erzeugen, mĂŒssen Elektrolyseure jedoch ausschließlich mit Strom aus erneuerbaren Energien betrieben werden, dessen VerfĂŒgbarkeit starken Fluktuationen unterliegt. FĂŒr eine genaue Vorhersage von Lebensdauer und Wirtschaftlichkeit im langfristigen Betrieb bei schwankender Last sind ausgiebige Tests unter solch dynamischen Bedingungen unabdingbar.

Gerade fĂŒr die zunehmend an Bedeutung gewinnenden Elektrolyseure im MW-Bereich sind Testanlagen mit der notwendigen Infrastruktur jedoch rar. Neben einer ausreichenden Versorgung mit idealerweise grĂŒnem Strom und je nach Elektrolyseurtyp mit Wasser oder Dampf spielt die sinnvolle Verwendung des in erheblichem Umfang erzeugten Wasserstoffs (ein 1 MW-Elektrolyseur produziert ĂŒber 200 NmÂł H2 pro Stunde) eine wichtige Rolle, und zwar sowohl aus GrĂŒnden der Sicherheit als auch aus ökonomischer Sicht.

Viele Unternehmen – gerade kleine und mittlere Unternehmen, die neue Technologien mit hohem Innovationspotenzial vorantreiben – können die hohen Investitionskosten fĂŒr eine eigene Testinfrastruktur nicht tragen. Die Fraunhofer-Gesellschaft hat sich die Bereitstellung einer technologieoffenen Testplattform fĂŒr Anlagen zur H2-Produktion und daran angelehnte Prozesse wie Speicherung, Kompression, Reinigung, Transport, Nutzung etc. samt wissenschaftlicher Begleitung zur Aufgabe gemacht und leistet somit einen wichtigen Baustein fĂŒr die zĂŒgige Umsetzung der Wasserstoffstrategie in die Praxis.

Leuna – grĂŒner Wasserstoff fĂŒr die chemische Industrie

Im Mitteldeutschen Chemiedreieck hat die Fraunhofer-Gesellschaft mit der Inbetriebnahme des vom Land Sachsen-Anhalt und der EU geförderten Hydrogen Lab Leuna nun den Startschuss fĂŒr eine neue Generation der Testinfrastruktur, die genau diesen Bedarf bedienen kann, gegeben. Eingebettet in den Stoffverbund des Chemieparks Leuna bietet das HLL vier TeststĂ€nde fĂŒr Elektrolyseure mit einer Anschlussleistung bis 5 MW, die mit deionisiertem Wasser, Dampf, Druckluft, Stickstoff, Wasserstoff und CO2 versorgt werden. Der produzierte grĂŒne Wasserstoff wird vor Ort analysiert und aufbereitet und kann direkt in die 157 km lange H2-Pipeline eingespeist, an die Industriestandorte der Region verteilt und dort in chemischen Prozessen verwendet werden.


 Lesen Sie mehr in der aktuellen Ausgabe des HZwei

AutorInnen:

Dr. Moritz KĂŒhnel, Dr. Sylvia Schattauer – Fraunhofer-Institut fĂŒr Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen, Leuna & Halle

Nora Denecke – Fraunhofer-Institut fĂŒr Windenergiesysteme, Bremerhaven

Dr. Sebastian Schmidt – Fraunhofer-Institut fĂŒr Werkzeugmaschinen und Umformtechnik, Zittau

Quellenangabe:

JCB erreicht H2-Meilenstein

Der britische Land- und Baumaschinenhersteller JCB hat im MĂ€rz 2023 die Produktion seines fĂŒnfzigsten H2-Verbrennungsmotors...

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1 Kommentar

  1. Joe Schmidt

    “Leuna – grĂŒner Wasserstoff fĂŒr die chemische Industrie”
    Das wĂ€re ja geradezu ein Meilenstein fĂŒr grĂŒnen Wasserstoff.
    Leider wird weder erwĂ€hnt, woher denn der notwendige grĂŒne Strom fĂŒr die Elektrolyseure kommt, noch wie hoch denn der Gesantverbrauch bzw. die GesantkapazitĂ€t bei der Wasserstofferzeugung in Leuna ist.
    Bisher wurde ja vor allem Erdgas mit Dampfreformation eingesetzt …

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