Das neue H2-Kraftwerk an der Forschungsfabrik des Fraunhofer IWU. Unmittelbar macht es Wasserstoff als Energiespeicher für die Forschungsfabrik nutzbar. Quelle: Fraunhofer IWU

25.03.2024: In der Forschungsfabrik am Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU wurde ein H2-Kraftwerk installiert. Es besteht aus Elektrolyseur, Wasserstoffspeicher, Brennstoffzelle und zusätzlichem Batteriespeicher und soll Impulse zur dezentralen, stationären Energieversorgung von Fabriken mit Wasserstoff geben. Das H2-Kraftwerk ist am Fraunhofer-Standort in Chemnitz in die Energieversorgung der Forschungsfabrik eingebunden. Bei dem Projekt geht es darum, die Energieversorgung von Fabriken zu dekarbonisieren, ohne die Konkurrenzfähigkeit des Betriebs zu gefährden. Nach Ansicht des Fraunhofer IWU gebe es zwar eine Vielzahl von Einzeltechnologien und Energieversorgungs- und Speicherkonzepten, es fehle jedoch oft noch die Wirtschaftlichkeit oder das Know-how für die konkrete Planung und den realen Betrieb.

Die in Chemnitz fertiggestellte Station hat ungefähr die Maße eines Carports für zwei Fahrzeuge und wird in mehreren Forschungsprojekten die Praxistauglichkeit von Wasserstoff als dezentrale Speichertechnologie unter Beweis stellen sowie wertvolles Praxiswissen gerade für kleine und mittlere Unternehmen aufbauen; nicht zuletzt sind auch maßgeschneiderte Schulungsangebote vorgesehen. Die erste Schulung »Nachhaltige Energieversorgung mit H2-Systemen« findet bereits am 28. und 29.5.2024 in Chemnitz statt.

Mark Richter, Leiter Geschäftsfeld Klimaneutraler Fabrikbetreib: »Wir untersuchen und beantworten ganz konkrete Fragen, um insbesondere mittelständischen Unternehmen möglichst gute Hilfestellungen zu bieten: für die Nutzung wasserstoffbasierter Energiesysteme zur dezentralen Energieversorgung; für die Planung, Auslegung und Integration solcher Systeme in bestehende Fabriken, für ein optimales Gesamtenergiemanagement und in diesem Zusammenhang auch für die Ökobilanzierung von Unternehmen.«

Mark Richter, Leiter Geschäftsfeld Klimaneutraler Fabrikbetrieb, an einem Elektrolyseur im neuen H2-Kraftwerk.
Quelle: Fraunhofer IWU.

Wasserstoff dient bei dem Projekt als Energiespeicher: Die institutseigene Photovoltaikanlage liefert grüne Energie, mit deren Hilfe der Elektrolyseur des H2-Kraftwerks Wasserstoff erzeugt – durch die Aufspaltung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff. Hierzu wird Wasser in einer speziellen Anlage aufbereitet und anschließend in einem Tank gelagert. Der erzeugte 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 Brennstoffzellensystem verstromt. Um zusätzlich die dabei erzeugte Abwärme der Brennstoffzelle zu nutzen, kommt ein Wärmetauscher zum Einsatz. Die in der Brennstoffzelle produzierte und nicht unmittelbar verbrauchte elektrische Energie kann 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 liefert auch dabei sehr wertvolle Ergebnisse zur bedarfsgerechten Auslegung wasserstoffbasierter Energieversorgungssysteme.

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