ewp-konkret "Realprojekte für einen erfolgreichen Wasserstoff-Hochlauf"

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Wasserstoff-Leitprojekt H₂Giga: Serienfertigung und Hochskalierung von Elektrolyseuren

Um Deutschlands Bedarf an grünem Wasserstoff decken zu können, braucht es große Kapazitäten an leistungsfähigen und kostengünstigen Elektrolyseuren. Zwar sind bereits heute leistungsstarke Modelle am Markt verfügbar – allerdings erfolgt ihre Herstellung noch immer größtenteils in Handarbeit. Das Leitprojekt H2Giga soll in diesem Kontext die serienmäßige und industrielle Herstellung von Elektrolyseuren unterstützen.

von Dr. Isabel Kundler (DECHEMA e. V.)

Energiepark Mainz: Vorzeigeprojekt der Energiewende

Der Energiepark Mainz der Mainzer Stadtwerke AG und Linde befindet sich bereits seit dem Jahr 2018 im kommerziellen Betrieb und produziert seither für eine Vielzahl von Anwendungen grünen Wasserstoff. Der vorliegende Beitrag gibt einen Überblick über die Entstehungsgeschichte, erläutert die Funktionsmechanismen der Anlage und beleuchtet, für welche Anwendungsbereiche der produzierte Wasserstoff eingesetzt wird.

von Michael Theurer (Mainzer Stadtwerke AG)

GET H2 Nukleus: der Kern der Wasserstoffinfrastruktur

Die Verbindung von Erzeugung, Transport und effizientem Einsatz von grünem Wasserstoff ist die Voraussetzung für den Aufbau einer funktionierenden Wasserstoffwirtschaft in Deutschland. Der systemische Ansatz stand von Beginn an im Fokus des Projektes GET H2 Nukleus, bei dem die Unternehmen bp, Evonik, Nowega, OGE und RWE bis zum Jahr 2024 gemeinsam eine der ersten öffentlich zugänglichen Wasserstoffinfrastrukturen aufbauen wollen.

von Kai Tenzer (Cyrano Kommunikation GmbH)

Wasserstoff-Leitprojekt H2Mare: Autarke Offshore-Erzeugung von grünem Wasserstoff und Synthese-Produkten

Auf See herrschen beste Bedingungen für die Erzeugung von erneuerbarem Strom. Die direkte Herstellung von grünem Wasserstoff in Offshore-Anlagen aus Windenergie ohne Netzanbindung kann die Kosten im Vergleich zu einer Erzeugung auf dem Festland deutlich senken. Das Leitprojekt H2Mare wird vor diesem Hintergrund die Offshore-Erzeugung von grünem Wasserstoff und anderen Power-to-X-Produkten erforschen.

von Matthias Müller, Andreas Tutschke (beide: Siemens Energy), Thomas Schwabe (Siemens Gamesa), Prof. Roland Dittmeyer (Karlsruhe Institute of Technology) & Dr. Jens Artz (DECHEMA e. V.)

Wasserstoff-Leitprojekt TransHyDE: Speicherund Transportlösungen für grünen Wasserstoff

Ohne eine geeignete Speicher- und Transport-Infrastruktur kann die Wasserstoffwirtschaft nicht funktionieren. Insbesondere für den Import des Energieträgers werden andere Lösungen als Gas-Pipelines benötigt. Ideen dazu gibt es viele – unklar ist jedoch, welche Lösung für welche Anwendung geeignet ist und wie diese am besten kombiniert werden können. Das Leitprojekt TransHyDE entwickelt, bewertet und demonstriert deshalb mehrere Technologien zur Wasserstoff-Speicherung und zum Wasserstoff-Transport.

von der Geschäftsstelle des Wasserstoff-Leitprojekts TransHyDE

900 km Wasserstoff-Startnetz für Ostdeutschland bis 2030: Basis für den Aufbau einer funktionierenden Wasserstoffwirtschaft

Das mitteldeutsche Chemiedreieck um die Städte Halle (Saale), Merseburg und Bitterfeld braucht grünen Wasserstoff, ebenso die Industrien in Sachsen-Anhalt und die Stahlregion im niedersächsischen Salzgitter. Das Projekt Green Octopus Mitteldeutschland ist die künftige Transportroute und Speichermöglichkeit für diesen Wasserstoff, verbindet die Regionen und integriert darüber hinaus den künftigen Wasserstoffspeicher in Bad Lauchstädt.

von Dr. Ralf Borschinsky (ONTRAS Gastransport GmbH)

Die Ent-Mischung macht´s

Die Linde GmbH demonstriert mit ihrer Anlage, wie Wasserstoff aus Mischungen mit Erdgas kostengünstig und in den erforderlichen Mengen abgetrennt werden kann. Damit wird die Nutzung der bestehenden Erdgasnetze für den Wasserstofftransport wirtschaftlich interessant. Auch sonst arbeitet das Unternehmen intensiv am Ausbau der schnell wachsenden Wasserstoffwirtschaft.

von Dr. Moritz Mickler (Linde GmbH)

Transformationsprozess für die Integration von Wasserstoff auf Verteilnetzebene (TrafoHyVe)

Für den Markthochlauf von Wasserstoff ist es erforderlich, dass eine geeignete Transport- und Verteilinfrastruktur zur Verfügung steht. Deutschland verfügt zwar mit seinem gut ausgebauten Gasnetz über gute Ausgangsbedingungen, gleichzeitig bestehen bei Stadtwerken und Verteilnetzbetreibern häufi g offene Fragestellungen zur Umstellung. Das Projekt TrafoHyVE entwickelt in diesem Kontext eine innovative Planungsmethodik zur effi zienten Ausgestaltung des Transformationsprozesses auf der Verteilnetzebene.

von Andreas Imiolek (Stadtwerke Karlsruhe GmbH)

Thüringer KlimaZukunft: TH₂ECO

Eine umweltfreundliche und bezahlbare Energieversorgung, unabhängig von fossilen und atomaren Energieträgern: Das ist das Ziel des Projektes TH₂ECO, welches in Thüringen eine Infrastruktur für grünen Wasserstoff etablieren soll. Hierzu ist u. a. geplant, die bestehende Gasinfrastruktur für den Transport von Wasserstoff umzuwidmen und langfristig einen Anschluss an den europäischen H₂-Backbone zu etablieren.

von Anke Kuckuck (Green Wind Innovation GmbH & Co. KG)

Wasserstoffprojekte und -ansätze bei Gelsenwasser

Um Wasserstoff effizient an seinen Einsatzort transportieren zu können, spielen die Gasverteilnetze eine wichtige Rolle. Gelsenwasser beschäftigt sich u. a. intensiv mit der Transformation der Gasnetze und hat in diesem Zusammenhang mehrere Pilotprojekte initiiert, die in diesem Beitrag vorgestellt werden.

von Friederike Konold (GELSENWASSER AG)

H₂Membran: Testung verschiedener Membranmaterialien zur Separierung von Wasserstoff aus Erdgas-Wasserstoff-Gemischen

Wasserstoff ist ein entscheidender Energieträger, der zukünftig die Strom- und Gasinfrastrukturen zu einem Energiesystem verbindet. Er lässt sich dem Erdgasnetz anteilig beimischen, transportieren und bedarfsgerecht für Anwendungen in der Mobilität, der Industrie und im Wärmemarkt bereitstellen. Für Anwendungen, die kein Gasgemisch vertragen, muss der Wasserstoff wieder entfernt werden. Das betrifft insbesondere Gasqualitäts-sensitive Industriekunden. Eine Schutzfunktion könnten Membranen übernehmen, die den Wasserstoff aus dem Erdgas abtrennen. Gleichzeitig stellt sich die Frage, ob die Membranen außerdem den Wasserstoff für eine H₂-Nutzung bereitstellen können. Damit ergäbe sich eine Nutzfunktion am Endanwender, die die Transportfunktion des Wasserstoffes im Pipelinenetz bekräftigt.

von Udo Lubenau (DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH)

Westenergie ist deutschlandweiter Vorreiter: Bestehende Erdgasleitung wird auf 100 Prozent Wasserstoff umgestellt

Die Westenergie AG liefert gemeinsam mit ihrem Verteilnetzbetreiber Westnetz GmbH in dem neuen Forschungs- und Entwicklungs-Projekt „H₂HoWi“ eine bedeutende Innovation für die Energieversorgung: Zum ersten Mal wird deutschlandweit eine bestehende Erdgasleitung der öffentlichen Gasversorgung auf reinen Wasserstoff umgestellt.

von Jens Kleine Vennekate, Carsten Stabenau & Dietmar Ewering (alle: Westnetz GmbH)

Der Energiepark Bad Lauchstädt als Impulsgeber für Energiewende und Strukturwandel

Der Energiepark Bad Lauchstädt ist ein Reallabor zur intelligenten Erzeugung von grünem Wasserstoff aus Windstrom sowie dessen Speicherung, Transport, Vermarktung und Nutzung in Mitteldeutschland. Im Rahmen des Projekts wird erstmalig die gesamte Wertschöpfungskette im großindustriellen Maßstab errichtet und erprobt. Das Ziel des Power-to-Gas-Projektes: erneuerbare Energien langfristig speicherbar machen, um Versorgungssicherheit unabhängig vom Energiedargebot von Wind und Sonne zu gewährleisten.

von Juliane Renno (VNG AG)

Effizienter und sicherer Betrieb von Wasserstoffverteilnetzen: Das Projekt: H₂INFRA

Am 1. Januar 2022 ist das Projekt H₂-Infrastruktur – Effi zienter und sicherer Betrieb von Wasserstoffverteilnetzen (H₂INFRA) gestartet, welches mit ca. 1,6 Mio. Euro durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert wird. Der Fokus liegt auf der Sicherstellung der Funktionalität eines H₂-Verteilnetzes inklusive aller Komponenten unter dynamischen Betriebsbedingungen und insbesondere auf der Bereitstellung einer extrem hohen Gasqualität und Versorgungssicherheit für die zukünftigen Anwendungen.

von Anna Schwert (Mitteldeutsche Netzgesellschaft Gas GmbH) & Robin Pischko (DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH/HTWK - Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur)

Bau des ersten Untertage-Wasserstoffspeichers: H₂-Testkaverne entsteht im Brandenburgischen Rüdersdorf

Im Rahmen der Energiewende und dem damit verbundenen Wasserstoff-Markthochlauf ist es von zentraler Bedeutung, den erzeugten Wasserstoff auch langfristig speichern zu können. In diesem Zusammenhang wird in dem H2-Speicherprojekt HyCAVmobil derzeit anhand eines unterirdischen Kavernenspeichers der Nachweis erbracht, dass die Speicherung von Wasserstoff unter der Erde in den bestehenden Anlagen möglich ist.

von Nadine Auras (EWE Aktiengesellschaft)

DLR Lampoldshausen verbindet Raumfahrt mit zukunftsweisender Energieforschung

Wasserstoff spielt aufgrund seiner Energiedichte seit jeher als Raketentreibstoff eine wichtige Rolle in der Raumfahrt. Dementsprechend kommt der Energieträger auch am Institut für Raumfahrtantriebe des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) regelmäßig zum Einsatz. Mit Blick auf die Dekarbonisierung des DLR laufen am Standort Lampoldshausen derzeit mehrere Projekte, um klimaneutralen grünen Wasserstoff in großem Maßstab bereitzustellen.

von Michael Füting (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.)

Wasserstoff-Insel Öhringen: Gemeinsamer Einsatz für eine klimaneutrale Wärmeversorgung

In dem Projekt „Wasserstoff-Insel Öhringen“ zeigt Netze BW zusammen mit den Anwohnerinnen und Anwohnern der badenwürttembergischen Stadt Öhringen praxisnah, dass schon heute bis zu 30 Prozent Wasserstoff ins Erdgasnetz eingespeist werden können – ohne, dass dafür eine aufwendige Anpassung der bestehenden Infrastruktur erforderlich ist. Der Beitrag gibt einen Überblick über den Projektablauf und wirft einen Blick auf die zukünftige Entwicklung.

von Dr. Heike Grüner (Netze BW GmbH)

Grüner Heizen mit Wasserstoff

In Zukunft nachhaltiger heizen: das ist eines der Ziele des Reallabors WESTKÜSTE100. Im Rahmen des Projektes soll eine regionale Wasserstoffwirtschaft im industriellen Maßstab abgebildet und skaliert werden. Die Voraussetzungen dafür sind gerade an der Westküste Schleswig-Holsteins einzigartig: Hier treffen eine starke Windenergie-Region sowie ausgezeichnete geologische Speicherbedingungen auf innovative Unternehmen, die die Zukunft aktiv gestalten und einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Klimaschutzziele liefern wollen.

von Dr. Kay Bareiß & Lisa Bauer (beide: Thüga Aktiengesellschaft)

H₂-MiX – Zukunft in Erftstadt

In Erftstadt-Niederberg und -Borr und dem Gewerbegebiet Erftstadt-Friesheim wird erstmals in NRW Wasserstoff zur Wärmeversorgung von Endkunden eingesetzt. Bis zu 20 Vol.-% H2 soll demnach im Spätsommer des Jahres 2022 in das L-Gasnetz der beiden Erftstädter Stadtteile eingespeist werden, um die Haushalte vor Ort mit dem Wasserstoff-Erdgas-Gemisch zu versorgen. Das Pilotprojekt H2-MiX ist ein wichtiger Schritt in Richtung klimaneutraler Wärmeversorgung. Bevor die Einspeiseanlage anteilig Wasserstoff in das Erdgasnetz leitet, prüfen die Projektpartner alle Materialien und Bauteile innerhalb des Netzes bis ins Detail, dies umfasst auch die jeweiligen Gasanwendungen der Endverbraucherinnen und -verbraucher.

von Michael Thys (GVG Rhein-Erft GmbH) & Felix Künkel (Rheinische NETZGesellschaft mbH)

H2-20: Erfolgreiche Wasserstoffbeimischung von 20 Vol.-% in der Modellregion Fläming

Im Rahmen des Projektes H2-20 wird in der Modellregion Fläming bei insgesamt 340 Gaskunden die Wasserstoffbeimischung von bis zu 20 Volumenprozent (Vol.-%) zu Erdgas an einem weitgehend unveränderten Bestand untersucht. Damit soll der CO2-Fußabdruck des Energieträgers Gas reduziert werden. Die Wasserstoffbeimischung zeigte neben der Minderung der CO2-Emissionen auch positive Effekte bei der Verbrennungsgüte in Form verminderter CO- und NOx-Emissionen. Es traten während der Einspeisephasen von 10, 15 und 20 Vol.-% H2 keine sicherheitsrelevanten Auffälligkeiten auf.

von Dr. Holger Dörr (DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut), Angela Brandes (Avacon Netz GmbH), Dr. Stefan Gehrmann (DVGW e. V.), Martin Kronenberger & Nils Janßen (beide: Gas- und Wärme-Institut Essen e. V.)

Wasserstoffprojekt H2Direkt: H₂-basierte Wärmeversorgung demonstriert Zukunftsfähigkeit der Gasverteilnetze

Die Umstellung eines bestehenden Gasnetzes auf 100 Prozent Wasserstoff wird im Rahmen von H2Direkt, als Teil des TransHyDEProjekts "Sichere Infrastruktur", erprobt werden. Dabei wollen die Projektbeteiligten nicht nur Praxiserfahrungen mit einem reinen Wasserstoffnetz sammeln, sondern auch einen allgemeingültigen Umstellungs-Leitfaden erstellen, der als Blaupause für ähnliche Vorhaben dienen kann. Der Beitrag stellt das Projekt H2Direkt vor und erläutert die Vorgehensweise bei der Umstellung.

von Julia Leopold (Energie Südbayern GmbH)

Wasserstoff-Blockheizkraftwerk in Hamburg-Othmarschen

HanseWerk Natur hat erstmals ein Blockheizkraftwerk (BHKW) in Deutschland in der Leistungsklasse von einem Megawatt (MW) mit bis zu 100 Prozent grünem Wasserstoff betrieben. Hierfür wurde ein Jenbacher Gasmotor von INNIO temporär so umgerüstet, dass er mit Erdgas, H2 oder einer Mischung der beiden Energieträger betrieben werden kann. Das Unternehmen demonstriert somit in einer realen Umgebung, wie ein BHKW aus grünem Wasserstoff, der aus überschüssiger Windkraft erzeugt wurde, klimafreundlich Strom und Wärme produziert.

von Andreas Bernert (HanseWerk Natur GmbH)

Wasserstoff aus Methan: Hotel MOA in Berlin schafft negative CO₂-Bilanz beim Heizen

Das Hotel MOA Berlin und das Berliner Technologieunternehmen Graforce, ein Spezialist für nachhaltige und wirtschaftliche Wasserstoff-Technologien, haben gemeinsam ein richtungsweisendes Projekt umgesetzt: Mit dem von Graforce entwickelten Plasmalyse-Verfahren erzeugt das MOA Berlin seine Wärme zukünftig nicht nur emissionsfrei, sondern trägt sogar dazu bei, der Luft CO₂ zu entziehen – bis dato weltweit einzigartig.

von Dr. Jens Hanke (Graforce)

Die Zukunft findet statt: H₂-Realprojekte

Die Abkehr von fossilen Energieträgern im Rahmen der Energiewende wird dafür sorgen, dass Gasturbinen in Zukunft verstärkt mit dem Energieträger Wasserstoff befeuert werden. Der Beitrag stellt in diesem Kontext mehrere H2-Projekte vor, bei denen schon heute bestehende Turbinen für den Einsatz von Wasserstoff umgerüstet werden.

von Ertan Yilmaz & Erik Zindel (Siemens Energy)

Klimaneutrales Stadtquartier – Neue Weststadt Esslingen

Im Rahmen des Forschungsvorhabens „Klimaneutrales Stadtquartier – Neue Weststadt Esslingen“ wird im baden-württembergischen Esslingen am Neckar ein zukunftsweisendes Energiekonzept auf Quartiersebene realisiert. Als Teil des Projektes kann mithilfe eines Elektrolyseurs vor Ort überschüssiger Ökostrom in grünen Wasserstoff umgewandelt werden. Dieser wird gespeichert und für das Quartier, eine emissionsfreie Mobilität und für die Industrie nutzbar gemacht.

von Jörg Eckert (Stadtwerke Esslingen)

Regionale THG-Null-Strategien am Beispiel der Modellregion Oberschwaben (RegioTransH₂O)

Um die Energiewende in Deutschland so effektiv und kostengünstig wie möglich zu gestalten, müssen immer auch bereits vorhandene Infrastrukturen, die lokalen Möglichkeiten von Akteuren sowie regionale Energieerzeugungen beachtet und involviert werden. Das Projekt RegioTransH2O soll in diesem Zusammenhang das Energiesystem als Modell abbilden, mit dessen Hilfe dann verschiedene Strategien durchgespielt und relevante Entscheidungen getroffen werden können.

von Dr. Armin Bott (Erdgas Südwest GmbH)

Innovative Wasserstoff-Konzepte in Bestandsclustern

Eine zentrale Herausforderung der Energiewende ist die Speicherung von regenerativ erzeugtem Strom aus Sonne und Wind. Für die optimierte Nutzung dieser Energien ist ein intelligentes und mit ausreichend Speicherkapazität ausgestattetes Energiekonzept z. B. auf Basis von Wasserstoff erforderlich. Auf Quartiersebene besteht deshalb das Bestreben nach systemübergreifenden Energieversorgungskonzepten, die den direkten Einsatz von EE-Strom mit der Nutzung von grünem Wasserstoff kombinieren.

von Wolfgang Köppel (DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut des KIT) & Janina Senner (Gas- und Wärme-Institut Essen e. V.)

Das Wasserstoffnetz im Reallabor SmartQuart

Wie erneuerbare Energie für Wärme, Strom und Industrie intelligent mit dem Mobilitätssektor gekoppelt werden kann, demonstriert das Quartier in Kaisersesch mithilfe von H₂-Technologien. Dort wird ein H2-basiertes Microgrid für die gesamte Wertschöpfungskette geplant und umgesetzt. Erneuerbarer Strom wird in einer PtG-Anlage in grünen Wasserstoff umgewandelt, gespeichert und an Anwender verteilt, die den grünen Wasserstoff im Mobilitäts-, Wärme- und Industriesektor vor Ort nutzen. Die notwendige Infrastruktur soll bis Ende 2022 errichtet werden, damit ab 2023 zwei Jahre Testbetrieb unter realen Bedingungen folgen können.

von Dr. Sahra Vennemann (E.ON SE), Jürgen Hammelmann, Dietmar Ewering, Carsten Stabenau & Dr. Stefan Stollenwerk (alle: Westnetz GmbH)


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