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Die Würfel sind gefallen. Das Niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und Kultur (MWK) fördert ab Mai alle fünf Forschungsverbünde zum Thema Wasserstofftechnologien, die sich im vergangenen Jahr mit ihrem Vorhaben auf eine Ausschreibung des Ministeriums beworben hatten. Nun können sie mit jeweils rund 1,2 Millionen Euro für drei Jahre in die Phase der Umsetzung gehen.

Die so genannten Innovationslabore sollen sich unter dem Dach des Energie-Forschungszentrums Niedersachsen (EFZN) im Rahmen der „Wissenschaftsallianz Wasserstofftechnologie“ noch weiter vernetzen und kooperieren. Glückwunschschreiben und Förderbescheide des Ministeriums erhielten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in dieser Woche.

„Die Zeit für CO2-neutralen Wasserstoff und die dafür nötigen Technologien ist reif. Sie bieten enorme Potenziale. Die jetzt vorgelegten innovativen Anträge bieten uns die Chance, in unsere Zukunft zu investieren. Niedersachsen ist mit diesen Projekten Vorreiter bei der Umsetzung der zukunftsweisenden Technologie. Wir starten jetzt mit der konkreten Ausarbeitung von anwendungsorientierten Vorhaben. Wichtig ist, dass die Projekte in enger Zusammenarbeit mit den Industriepartnern umgesetzt werden. Damit beschleunigen wir den Innovationsprozess und fördern den schnellen Transfer der Forschungsergebnisse in Wirtschaft und Gesellschaft“, betont Wissenschaftsminister Björn Thümler in einer Pressemitteilung des Ministeriums.

Die vielseitigen Kompetenzen der fünf Forschungsverbünde zu Wasserstofftechnologien werden in den Innovationslaboren gebündelt und so die Wasserstoffforschung in Niedersachsen maßgeblich weiterentwickelt.

Gefördert werden:

  • H2-Region Nordwest-Niedersachsen (H2-ReNoWe): DLR Institut für Vernetzte Energiesysteme e.V., TU Clausthal, DLR-Institut für Technische Thermodynamik
  • Nachhaltige Wasserstoff-Verbrennungskonzepte: Leibniz Universität Hannover, TU Braunschweig, TU Clausthal, Jade Hochschule Wilhelmshaven und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB)
  • H2-Wegweiser Niedersachsen: Clausthaler Umwelttechnik Forschungszentrum (CUTEC), TU Clausthal, Leibniz Universität Hannover, Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH)
  • Innovationslabor Wasserelektrolyse: Vom Material zum System (InnoEly): Leibniz Universität Hannover, TU Braunschweig, TU Clausthal, Universität Oldenburg, DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme Oldenburg, Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH), Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut Goslar
  • Thermomanagement von H2-Tankstellen (THEWA): TU Braunschweig

 

Die Innovationslabore für Wasserstofftechnologien im Überblick:

Innovationslabor H2‐Region Nordwest‐Niedersachsen (H2 ReNoWe)

Mit dem Ausbau erneuerbarer Energien im Zuge der Energiewende gewinnt auch die Frage der Nachhaltigkeit in der Energiebereitstellung und -speicherung zunehmend an Relevanz. Aus diesem Grund fokussieren sich die TU Clausthal und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) im Rahmen des Innovationslabors „H2-ReNoWe“ (Wasserstoffregion Nord-West-Niedersachsen) auf die Erzeugung und Nutzung von nachhaltig erzeugtem grünen Wasserstoff in einer neuen Speicherkraftwerksstruktur.

„Innerhalb des Projekts soll ein Beitrag für die nachhaltige Wasserstoffwirtschaft in der Region Wesermarsch geleistet werden“, erklärt Dorothee Peters, Projektleiterin am Oldenburger DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme. Hierfür wolle man das Druckluft-Energiespeicher-Kraftwerk Huntorf in eine CO₂-vermeidende Betriebsweise überführen. „Wir erforschen unter anderem die Erzeugung und Speicherung von Wasserstoff aus erneuerbaren Energien vor Ort sowie dessen Beitrag zur Stromversorgung durch Rückverstromung in der vorhandenen Gasturbine“, so Ann-Kathrin Klaas, wissenschaftliche Mitarbeiterin der TU Clausthal im Projekt. „Dafür können wir auf die bestehende Infrastruktur des Kraftwerks Huntorf aufbauen und so die entwickelten Szenarien in die Region integrieren.“ Wie Wasserstoff als Alternative zu bisherigen Energielieferanten etabliert werden könnte, werde ebenfalls untersucht. Deshalb erforscht das Team um Dorothee Peters auch Möglichkeiten, wie lokal produzierter grüner Wasserstoff sowie Sauerstoff zukünftig in den Mobilitätssektor integriert werden könnte.

Neben dem DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme und der TU Clausthal sind auch das DLR-Institut für Technische Thermodynamik, der Kraftwerksbetreiber Uniper und der Elektrolysehersteller FEST am Innovationslabor „H2-ReNoWe“ beteiligt.

Ansprechpartnerin:

Dorothee Peters

DLR‐Institut für vernetzte Energiesysteme

dorothee.petersdlrde

 

Innovationslabor Nachhaltige H2‐Verbrennungskonzepte

Die Verbrennung von Wasserstoff steht im Fokus des Innovationslabors unter Federführung der Leibniz Universität. Im Projekt von Prof. Dr. Friedrich Dinkelacker, Institut für Technische Verbrennung, und seinen Kolleginnen und Kollegen von Partnerhochschulen und -einrichtungen geht es beispielsweise darum, wie Wasserstoff in sauberen Verbrennungsmotoren eingesetzt werden kann. Neben der Umwandlung in Strom ist dies eine weitere Möglichkeit, Wasserstoff klimaschonend unter anderem für den Mobilitätssektor nutzbar zu machen. „Unser Ziel ist es, Motoren klimaneutral anzutreiben“, sagt Prof. Dinkelacker. Bei der Verbrennung entstehen keine Treibhausgasemissionen und sehr wenig Schadstoffe. „Es ist nur noch Stickoxid, der anfällt. Wir arbeiten im Projekt daran, auch diese Freisetzungen noch zu verhindern“, erläutert der Experte.

In etwa drei bis fünf Jahren könnte die Entwicklung nach Einschätzung von Prof. Dinkelacker so weit sein, dass seriennahe Motoren zur Verfügung stünden. Ziel ist die vollständige nachhaltige Mobilität ohne fossile Brennstoffe. In einem weiteren Teilprojekt geht es darum, gespeicherten Wasserstoff zum Ausgleich kurzfristiger Stromschwankungen innerhalb von 15 Sekunden in Reservekraftwerken nutzen zu können. Dies wird bei einer auf Wind- und Sonne basierenden nachhaltigen Stromversorgung immer wichtiger.  

Am Projekt beteiligt ist die LUH im Verbund mit der TU Braunschweig, der TU Clausthal, der Jade Hochschule Wilhelmshaven und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB). 

 

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Friedrich Dinkelacker

Leibniz Universität Hannover 

dinkelackeritv.uni-hannoverde

 

Innovationslabor H2‐Wegweiser Niedersachsen (H2 Wegweiser)

„Das Vorhaben leistet einen signifikanten Beitrag zur Umsetzung der Norddeutschen Wasserstoffstrategie“, erklärt Andreas Lindermeir vom 

Clausthaler Umwelttechnik Forschungszentrum (CUTEC). Für das Innovationslabor „H2-Wegweiser Niedersachsen“ arbeitet das Institut der TU Clausthal im Verbund mit der Leibniz Universität Hannover und dem Institut für Solarenergieforschung in Hameln (ISFH) zusammen.  Die dort vereinbarte Zielsetzung sehe vor, dass bis 2025 mindestens 500 MW an Elektrolyseleistung in Norddeutschland installiert und damit auch in das Gesamtenergiesystem eingebunden seien. Bis 2030 solle sich die Leistung dann auf 5 GW verzehnfachen. „Der ‚H2-Wegweiser Niedersachsen‘ wird bei der Erreichung der ambitionierten Ziele eine wertvolle Unterstützung sein“, so Lindermeir. 

Der „H2-Wegweiser Niedersachsen“ untersucht durch einen transdisziplinären Arbeitsansatz, wie ein wasserstoffbasiertes Energiespeicher- und -wandlungssystem der Zukunft in Niedersachsen konkret gestaltet werden kann, welche technischen Varianten vorteilhaft sind und welchen Einfluss rechtliche, ökologische und ökonomische Aspekte haben. Dabei soll auf technischer Ebene insbesondere die Untertage-Speicherung von Wasserstoff in Kavernen- und Porenspeichern, sowohl als Alternative als auch in Kombination mit Konversionsverfahren zur Erzeugung von chemischen Energieträgern, berücksichtigt werden.

Als Ergebnis liegt eine geschlossene und ganzheitliche Methodik zur Konzeption und Bewertung von kombinierbaren Wasserstoff-, Speicher- und Konversionsprozessen vor, die für die Konkretisierung der niedersächsischen Implementierungsstrategie genutzt werden kann. Die Ergebnisse dienen einerseits zur Entwicklung und Beurteilung von konkreten Wasserstoffprojekten und andererseits zur Abschätzung des gesamtwirtschaftlichen Potentials in der Szenarien-Analyse.

 

Ansprechpartner:

Andreas Lindermeir

CUTEC - Clausthaler Umwelttechnik Forschungszentrum

andreas.lindermeircutecde

 

Innovationslabor Wasserelektrolyse: Vom Material zum System (InnoEly)

Um Wasserstoff als Energieträger nutzen zu können, muss Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten werden – ein sehr energieintensiver Prozess. Umweltschonend und effizient ist die Wasserstofftechnologie dann, wenn für den Spaltungsprozess – die Elektrolyse – Strom aus erneuerbaren Energien wie Wind- oder Solarkraft genutzt wird. Auf diese Weise hat Wasserstoff ein großes Potenzial als Energieträger der Zukunft.

Mit dem Prozess der Elektrolyse befasst sich das Forschungsprojekt, an dem Professor Dr.-Ing. Richard Hanke-Rauschenbach, Institut für Elektrische Energiesysteme der LUH, gemeinsam mit seinen Kolleginnen und Kollegen von unterschiedlichen Hochschulen und Forschungseinrichtungen arbeitet. Das Ziel ist eine deutlich effizientere Wasserstofferzeugung. „Wir bewegen uns da schon heute klar im industriellen Maßstab, aber wir arbeiten daran, den Wirkungsgrad und die Lebensdauer im Prozess noch einmal zu erhöhen und die Kosten zu reduzieren“, erläutert Prof. Hanke-Rauschenbach.

Dafür entwickeln die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eine neuartige Katalysatoreinheit, mit der auf sehr effiziente Weise zunächst aus Strom Wasserstoff erzeugt wird. Mittels Brennstoffzelle kann er dann wieder in Strom verwandelt werden. Derzeit führen (vereinfacht gesagt) 100 Watt Strom zu rund 20 Watt Wasserstoff. Zielsetzung ist, diesen Wirkungsgrad auf 75 Prozent zu erhöhen. „Unsere Entwicklungen tragen dazu bei, den Prozess kompakter, langlebiger und preiswerter zu machen“, sagt Hanke-Rauschenbach.

Am Projekt beteiligt ist die LUH im Verbund mit der TU Braunschweig, der TU Clausthal, der Universität Oldenburg dem DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme, dem ISFH sowie dem Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI).

 

Ansprechpartner:

Prof. Dr.-Ing. Richard Hanke‐Rauschenbach

Leibniz Universität Hannover

hanke-rauschenbachifes.uni-hannoverde

 

Innovationslabor Thermomanagement von H2‐Tankstellen (THEWA)

Für den breiten Einsatz von Wasserstoff in der Mobilität sind effektive und effiziente Lösungen für den Tankvorgang notwendig. Ziel des Forschungsprojektes „THEWA – Thermomanagement von Wasserstoff-Tankstellensystemen“ ist es, optimierte Gesamtsystemkonzepte zukünftiger Wasserstoff-Tankstellen zu erforschen und bereitzustellen.

„Der Fokus liegt auf multimodalen Tankstellen zur Betankung verschiedener Verkehrsträger“, erklärt Projektleiter Steffen Heinke. Dies seien zum Beispiel Pkw, Busse oder Lkw.  Hierzu werde ein interdisziplinärer Software-Werkzeugverbund für die Entwicklung und Netzwerkplanung von Wasserstoff-Tankstellensystemen entwickelt und angewendet.

„Wir ermöglichen eine ganzheitliche Systembetrachtung, indem wir sowohl die Sichtweise des Anlagenbetreibers als auch des Systementwicklers berücksichtigen und zugleich technische und wirtschaftliche Aspekte mit einbeziehen.“ Begleitend werden verschiedene Tankstellenkomponenten theoretisch und experimentell untersucht und optimiert, um die Effizienz und Leistungsfähigkeit zukünftiger Wasserstoff-Tankstellensysteme zu steigern.

Im Projekt bündeln die Institute für Thermodynamik, für Automobilwirtschaft und industrielle Produktion, für Konstruktionstechnik und für Verbrennungskraftmaschinen der TU Braunschweig ihre Kompetenzen unter dem Dach des Niedersächsischen Forschungszentrums Fahrzeugtechnik (NFF).


Ansprechpartner:

Steffen Heinke

TU Braunschweig

s.heinketu-braunschweigde

 

 

 


Energie-Forschungszentrum Niedersachsen

Presse- und Öffentlichkeitsarbeit

Anna Heinichen

anna.heinichenefznde

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