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 fehlen oft die Wirtschaftlichkeit oder das Knowhow für die Planung und den realen Betrieb. Genau diese Lücke soll das H2-Kraftwerk am Fraunhofer IWU schließen.
Die vor kurzem fertiggestellte Station hat ungefähr die Maße eines Carports für zwei Fahrzeuge und soll in mehreren Forschungsprojekten die Praxistauglichkeit von Wasserstoff als dezentrale Speichertechnologie unter Beweis stellen sowie Praxiswissen gerade für kleine und mittlere Unternehmen aufbauen. Auch Schulungsangebote sind vorgesehen, am 28. und 29. Mai 2024 in Chemnitz.
Das Team am Fraunhofer IWU sieht das H2-Kraftwerk als Chance, direkt umsetzbare Erkenntnisse an einem realen, industrierelevanten Versuchsaufbau zu gewinnen. Mark Richter, Leiter Geschäftsfeld Klimaneutraler Fabrikbetrieb: „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.«
Am Institut wird das H2-Kraftwerk in die Energieversorgung der Forschungsfabrik eingebunden. Wasserstoff dient dabei als Energiespeicher: Die institutseigene Photovoltaikanlage liefert grüne Energie, mit deren Hilfe der Elektrolyseur des 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 300bar 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.
Zusätzlich dient das H2-Kraftwerk u.a. in Teilprojekten des Wasserstoff-Leitprojektes H2Mare zur Validierung von Modellen und Simulationen. Es liefert auch dabei Ergebnisse zur bedarfsgerechten Auslegung wasserstoffbasierter Energieversorgungssysteme.
