Wasserstoff-Kraftwerk Bewiesen! Der klimaneutrale Fabrikbetrieb ist möglich!

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IWU-Forscher betreiben in Chemnitz ein Wasserstoff-Kraftwerk namens H2 im Rahmen einer Forschungsfabrik. Das bringt wichtige Erkenntnisse für die grüne Produktion von morgen.

In der Forschungsfabrik am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU wird schon seit geraumer Zeit an der energie- und ressourceneffizienten Produktion gearbeitet. Denn um zu einer klimaneutralen Fabrik zu kommen, sei die Versorgung mit regenerativ erzeugter Energie einschließlich grüner Speichermöglichkeiten unabdingbar. Das sogenannte H2-Kraftwerk besteht dazu aus Elektrolyseur, Wasserstoffspeicher, Brennstoffzelle und zusätzlichem Batteriespeicher. Lesen Sie hier, welche wichtigen Fragen zur Energieversorgung der Industrie der Zukunft damit beantwortet werden sollen.

Wasserstoffenergie aus kompaktem Versuchskraftwerk

Wie lässt sich die Energieversorgung von Fabriken dekarbonisieren, ohne die Konkurrenzfähigkeit des Betriebs zu gefährden? Eine Vielzahl von Einzeltechnologien und Energieversorgungs- und Speicherkonzepten gibt es bereits, jedoch fehlt oft noch die Wirtschaftlichkeit oder das Know-how für die konkrete Planung und den realen Betrieb, wie die IWU-Forscher sagen. Genau diese Lücke schließe nun das H2-Kraftwerk. Die seit Kurzem fertiggestellte Station hat ungefähr die Maße eines Carports für zwei Fahrzeuge und wird in mehreren Forschungsprojekten die Praxistauglichkeit von Wasserstoff als dezentrale Speichertechnik unter Beweis stellen. Auch soll wertvolles Praxiswissen speziell für kleine und mittlere Unternehmen aufgebaut werden – nicht zuletzt seien auch maßgeschneiderte Schulungsangebote vorgesehen.

Hilfe von der Wasserstoffnutzung bis zur Ökobilanzierung

Am Fraunhofer IWU wird das H2-Kraftwerk in die Energieversorgung der Forschungsfabrik eingebunden. Das Team am Fraunhofer IWU sieht das H2-Kraftwerk als erstklassige Chance, direkt umsetzbare Erkenntnisse an einem realen, industrierelevanten Versuchsaufbau zu gewinnen. Mark Richter, Leiter Geschäftsfeld Klimaneutraler Fabrikbetreib: „Wir untersuchen und beantworten ganz konkrete Fragen, um insbesondere mittelständischen Unternehmen möglichst gute Hilfestellungen zu bieten.“ Das geschehe mit Blick auf die mögliche Nutzung wasserstoffbasierter Energiesysteme zur dezentralen Energieversorgung, auf die Planung, auf die Auslegung und auf die Integration dieser Systeme in bestehende Fabriken. Letztlich soll ein optimales Gesamtenergiemanagement dabei herauskommen und in diesem Zusammenhang auch die Ökobilanzierung von Unternehmen.

So läuft das Ganze im H2-Kraftwerk in Chemnitz ab:

Wasserstoff dient dabei, wie gesagt, als Energiespeicher. Die institutseigene Photovoltaikanlage liefert grüne Energie, mit deren Hilfe der Elektrolyseur des H2-Kraftwerks Wasserstoff erzeugt, was bekanntlich durch die Aufspaltung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff per Stromfluss geschieht. Hierzu wird Wasser in einer speziellen Anlage aufbereitet und anschließend in einem Tank gelagert. Der so produzierte Wasserstoff wird durch einen Kompressor auf bis zu 300 bar verdichtet und in Flaschenbündeln gespeichert. Benötigt die Forschungsfabrik in Zeiten, in denen die Sonne nicht scheint, Strom, wird der gespeicherte Wasserstoff im Brennstoffzellen-System verstromt. Um die dabei erzeugte Abwärme der Brennstoffzelle zusätzlich zu nutzen, kommt ein Wärmetauscher zum Einsatz. Die in der Brennstoffzelle erzeugte und nicht unmittelbar verbrauchte elektrische Energie kann dann bedarfsgerecht in einem zusätzlichen Batteriespeicher gespeichert werden. All diese Komponenten finden in einem kompakten Aufbau direkt hinter der Forschungsfabrik Platz.

Zusätzlich dient das H2-Kraftwerk unter anderem in Teilprojekten des Wasserstoff-Leitprojektes „H2Mare“ zur Validierung von Modellen und Simulationen. Es liefere dabei auch sehr wertvolle Ergebnisse zur bedarfsgerechten Auslegung wasserstoffbasierter Energieversorgungssysteme. Das H2-Kraftwerk entstand übrigens mit Fördermitteln der Sächsischen Aufbaubank und des EU-Projekts „Clean Energy City“ zur Erprobung von Wasserstofftechnologien als Ersatz für fossile Energieträger. Weiterer Projektpartner ist die Technische Universität Chemnitz.

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