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Entwicklung von Methoden zur energetischen Bewertung von Wasserstoff-Produktions-Verfahren

Allgemeine Informationen

Projektnummer 61007041
Projekttitel laut Förderbescheid Entwicklung von Methoden zur energetischen Bewertung von Wasserstoff-Produktions-Verfahren
Akronym SMWK I ( 2021-2024)
Projektlaufzeit 01.01.2024 - 31.12.2024
Forschungsschwerpunkt Energie und Umwelt
Projektkategorie Forschung
Zuordnung
Kompetenzfeld Energie und Umwelt
Grundeinheit Institut für Prozesstechnik, Prozessautomatisierung und Messtechnik

Inhaltliche Projektbeschreibung

Thematische Zusammenfassung

Das Projekt dient der Entwicklung von Methoden zur vergleichenden energetischen Bewertung von Wasserstoff-Produktions-Verfahren, ausgehend von der kohlenstoffarmen/-freien Gewinnung der benötigten Energie (Strom, Wärme) und der energetischen Beachtung von Prozess- und Verfahrensschritten für verschiedene Technologien zur Wasserstoffproduktion. Die Gewinnung energietechnischer Bewertungsparameter steht dabei im Fokus der Methodenentwicklung. Die Entwicklung von Wirtschaftlichkeitsparametern zu den eingesetzten Verfahren sind zunächst nicht Ziel der Untersuchungen.

Wissenschaftliche bzw. technische Arbeitsziele und Lösungsansätze

Die EU hat sich das sehr ehrgeizige Ziel gesetzt, ihre Wirtschaft bis 2050 zu dekarbonisieren. Um dies zu erreichen, bedarf es einer massiven Umgestaltung des Energie-, Industrie-, Transport- und Gebäudesektors. Die Europäische Kommission verabschiedete am 08. Juli 2020 die EU-Wasserstoffstrategie, in der dargelegt wird, wie Wasserstoff die Dekarbonisierung von Industrie, Verkehr, Stromerzeugung und Gebäuden unterstützen kann. Die Strategie befasst sich mit den Investitionen, der Regulierung, der Schaffung von Märkten sowie der Forschung und Innovation, die erforderlich sind, um dies zu ermöglichen.

Zwischen 2020 und 2024 soll die Installation von mindestens 6 GW erneuerbaren Wasserstoffelektrolyseuren in der EU und die Produktion von bis zu 1 Mio. t erneuerbaren Wasserstoffs unterstützt werden. Von 2025 bis 2030 müssen in der EU mindestens 40 GW erneuerbare Wasserstoffelektrolyseure installiert und bis zu 10 Mio. t erneuerbarer Wasserstoff produziert werden.

Die kohlenstoffarme/-freie Produktion von Wasserstoff wird eine herausragende Bedeutung erlangen und kann mit unterschiedlichen Verfahren durchgeführt werden, die teilweise nur mit geringen Wirkungsgraden oder schwankenden Verfügbarkeiten arbeiten. Die stärkere Beachtung energetisch-wirtschaftlicher Aspekte, der Versorgungssicherheit mit Wasserstoff, der Im- und Exportsituation wird neben dem Strommarkt künftig deshalb von zentraler Bedeutung sein.

Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung von Methoden zur vergleichenden energetischen Bewertung von Wasserstoff-Produktions-Verfahren ausgehend von der kohlenstoffarmen/-freien Gewinnung der benötigten Energie (Strom, Wärme) und der Beachtung der Prozess-/Verfahrensschritte für folgende Einzelprozesse:

  • Alkalischer Elektrolyseur
  • Polymer-Elektrolyt-Membran (PEM)-Elektrolyseur
  • Festoxid-Elektrolyseur-Zelle (SOEC)#
  • Thermochemische Kreisprozess-Verfahren (wie z.B. Schwefelsäure-Iod-oder Schwefel-Hybrid-Verfahren)

Erwartet wird ein methodisches Werkzeug, um z.B. Aussagen

  • zum Primärenergieaufwand pro produzierter Wasserstoffmasse
  • zum energetischen Wirkungsgrad des Prozesses/Verfahrens
  • zur Verfügbarkeit der Produktionsanlagen

zu erhalten, die Bewertungskriterien für die Technologieauswahl bilden können.  Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen sind auf Grund der Laufzeit nicht vorgesehen.

Weitere Daten

  • Ansprechpartner

    • Herr Prof. Wolfgang Kästner (Projektleitung)
  • Fördermittelgeber

    • 100600169 - SMWK/SAB

      • SMWK
  • Finanzierung

    • 21.260,00 €

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