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Vier Millionen € für „HyGenLab“ am ZSW

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Autor: Elisabeth Terplan

Vier Millionen € für „HyGenLab“ am ZSW
Foto: ZSW

Das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) wird seine Forschungsinfrastruktur im Bereich Wasserstoff-Erzeugung und eFuels am Standort Stuttgart weiter ausbauen. Das Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg stellt dafür Fördermittel in Höhe von über vier Millionen Euro aus dem Programm „REACT-EU“ (Aufbauhilfe für den Zusammenhalt und die Gebiete Europas) zur Verfügung.

Direkt daneben entsteht nun mit dem Gebäudeabschnitt HyFaB-2 auf rund 3.000 m² Fläche eine Brennstoffzellenmodellfabrik mit Produktionshalle, Seminar- und Büroräumen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des ZSW werden hier gemeinsam mit der Industrie unter seriennahen Bedingungen Komponenten und Fertigungsprozesse für den Brennstoffzellenstapel (Stack) entwickeln. Der Bau soll bis März 2023 fertiggestellt sein und im Juni 2023 in Betrieb genommen werden. Wirtschaftsministerin Dr. Nicole Hoffmeister-Kraut übergab dem ZSW dafür einen Förderbescheid in Höhe von 7,75 Mio. € aus europäischen Fördermitteln des Covid-19-Recovery Fund (REACT-EU).

Die Erweiterungen der Forschungen am ZSW betreffen vor allem drei Bereiche: Elektrolysesystem- und Elektrolyseprüftechnik, Recyclingtechnologien für die Erzeugung von Wasserstoff aus Kunststoffabfällen sowie Direct Air Capture-Technologien zur CO2-Gewinnung aus Luft als Grundlage für die Synthese von kohlenstoffbasierten synthetischen Kraftstoffen (eFuels).
Das Jahr 2022 wird zum Schlüsseljahr für die Umsetzung der Beschlüsse, die auf der Weltklimakonferenz in Glasgow gefasst wurden. Wasserstofftechnologien spielen dabei eine entscheidende Rolle. Um die nationalen wie internationalen Ausbauziele zu erreichen, ist ein schneller Markthochlauf der Technologien dringend notwendig.

Mit dem Projekt HyGenLab (Hydrogen Generation Labor) will das ZSW seine Laborinfrastruktur im Bereich von Schlüsseltechnologien zur Wasserstofferzeugung erweitern, um die Entwicklung für die Industrie zu beschleunigen. Das betrifft insbesondere die Elektrolysetechnologie. Die Erweiterung der Laborinfrastruktur, die bis Mitte 2023 am ZSW abgeschlossen sein soll, umfasst neben verschiedenen Elektrolyseprüfständen vom KW- bis in den MW-Maßstab auch Messtechnik und Analysegeräte für die Qualitätssicherung von Bauteilen und Komponenten für Elektrolyseure. Hierzu zählt unter anderem die standardisierte Handhabung der mehrere Tonnen schweren Elektrolyseblöcke. Das ZSW betreibt am Standort Stuttgart bereits ein Testfeld für Alkalische Elektrolyseure. Für die Zukunft ist der Aufbau eines Elektrolysetestzentrums geplant.

Umweltfreundliche und nachhaltige Kreisläufe

Neben dem Bereich Elektrolyse soll das HyGenLab auch mit einer Hochtemperatur-Prozesstechnik für die Erforschung der Pyrolyse von Kunststoffabfällen ausgestattet werden, um mit dieser Technik Wasserstoff zurückzugewinnen. Die Pyrolyse ist ein thermochemischer Umwandlungsprozess, in dem organische Verbindungen bei hohen Temperaturen und weitgehend unter Ausschluss von Sauerstoff gespalten werden. Mit der Laborerweiterung sollen verschiedene Recyclingtechnologien für umweltfreundliche und nachhaltige Kreisläufe entwickelt werden. Dazu gehören unter anderem Verfahren, um CO₂-neutralen Wasserstoff und festen Kohlenstoff aus nichtsortenreinen Kunststoffabfällen zu erzeugen. Dabei fallen die CO₂ Emissionen weg, die ansonsten bei der Verbrennung von Kunststoffabfällen entstehen. Voraussetzungen für die CO₂-Neutralität des Verfahrens sind die Wärmeversorgung des Hochtemperaturreaktors aus erneuerbaren Energiequellen sowie die dauerhafte Bindung des Kohlenstoffs in fester Form.
Der dritte Schwerpunkt des HyGenLab betrifft die Umwandlung von Wasserstoff in eFuels. Um Wasserstoff, der in Ländern wie Australien oder Südamerika produziert wird, nach Europa zu bringen, muss er in flüssige Energieträger wie Kohlenwasserstoffe (eFuels) umgewandelt werden, die sich kostengünstig und leicht über die bereits bestehenden Infrastrukturen transportieren lassen. Die eFuels können dann in Deutschland als Kraftstoff für Flugzeuge oder als Rohstoffe für die chemische Industrie genutzt werden. Für den Syntheseprozess wird mittel- bis langfristig die Bereitstellung von CO₂ aus der Luft
notwendig sein. Das gilt insbesondere für Produktionsstandorte in Wüstenregionen, die über keine anderen CO₂-Quellen verfügen.

(Quelle: ZSW/2022)