Mit dem Hydrogen Lab Leuna hat die erste Pilotanlage für Test und Skalierung der dazu notwendigen Elektrolysesysteme ihren Betrieb aufgenommen, die vollständig in einen Chemiepark integriert ist. Das unterstützt den benötigten Markthochlauf von H2-Technologien, den die Fraunhofer-Gesellschaft durch Bündelung ihrer Wasserstoffaktivitäten im Norden und Osten Deutschlands weiter beschleunigen möchte: Die Hydrogen Labs in Leuna, Görlitz und Bremerhaven sowie ein Anwendungszentrum in Hamburg werden miteinander verknüpft. Somit entsteht ein weltweit einmaliges Angebot von Pilotanlagen entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Wasserstoffwirtschaft.
Das Hydrogen Lab Leuna bietet modular nutzbare Testflächen für Elektrolysesysteme, Power-to-X- und Power-to-Liquid-Projekte bis 5 MW Anschlussleistung. Die direkte Integration in die Infrastruktur eines Chemieparks bietet neben der Anbindung an das H2-Pipelinenetz Mitteldeutschland auch den Zugang zur örtlichen Chemieindustrie, die viel Wasserstoff benötigt und ein großes Interesse daran hat, dafür nachhaltige Technologien und Prozesse zu nutzen. Somit werden in Leuna nicht nur Elektrolyseure getestet und weiterentwickeln, sondern auch die Fragestellungen der Power-to-X-Technologien vertieft. Das erste Projekt mit einem Hochtemperatur-Elektrolyseur der 1 MW-Klasse in Kombination mit der Herstellung von grünem Methanol ist gerade gestartet.
Drei Hydrogen Labs der Megawattklasse bis Ende 2022
Die drei Hydrogen Labs der Megawatt-Klasse verfügen über klare Alleinstellungsmerkmale: In Leuna ist die Pilotanlage direkt an die Pipeline der regionalen Chemieindustrie angeschlossen.
In Görlitz (12,3 MW Anschlussleistung; geplante Inbetriebnahme: Ende 2022) liegt der Schwerpunkt auf Erzeugung, Speicherung sowie Nutzung von Wasserstoff für mobile sowie stationäre Brennstoffzellen, insbesondere für die Mobilität und zur Versorgung von Quartieren und Industriestandorten. Dazu gehören vor allem die Evaluierung von Stacks und Systemen, Mikrostrukturanalytik und -diagnostik, Digitalisierung, Leistungselektronik sowie Zertifizierung.
In Bremerhaven (zunächst 2 MW Anschlussleistung, erweiterbar auf 10 MW; Inbetriebnahme: Mitte 2022) ist die Besonderheit die Anbindung an eine MW-Windenergieanlage und an die virtuelle Nachbildung eines Stromversorgungsnetzes, um elektrische Eigenschaften von Elektrolyseuren zu untersuchen. Ergänzt werden die Labore durch ein Anwendungszentrum in Hamburg, wo an der Modellierung und Regelung dezentraler, lokaler Energiesysteme geforscht wird. An allen vier Standorten werden außerdem jeweils die Besonderheiten der regionalen Industrie aufgegriffen, z. B. beim Angebot spezifischer Prüfverfahren für neu entwickelte Technologien. In Leuna etwa werden in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP Verfahren skaliert, um grünen Wasserstoff wertschöpfend zur emissionsarmen Herstellung von Grundchemikalien und synthetischen Kraftstoffen zu nutzen. So wird in dem bereits erwähnten Startprojekt grünes Methanol erstmals im großtechnischen Maßstab hergestellt.
Die gemeinsame Orchestrierung der Aktivitäten durch die drei Institute ermöglicht erstmalig eine sektorübergreifende Demonstration der regenerativen Energieerzeugung hin zur Wirkung und Modellierung des Zusammenspiels großer regionaler Energieerzeugung, Speicherung und Verbrauchereinheiten. Anlagenbauer und Komponentenhersteller erhalten die Möglichkeit, neue apparative Entwicklungen im industriellen Maßstab zu testen. Die enge Kooperation der beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gewährleistet einen intensiven Erfahrungsaustausch, eine komplementäre Entwicklung und einen erleichterten Zugang für die Industrie.
(Quelle: Fraunhofer/2021)
