Fraunhofer Hydrogen Labs
Hydrogen Lab Görlitz
Die Energiewende hin zu einer dekarbonisierten Wirtschaft läutet einen tiefgreifenden Umbruch in der energieintensiven Industrie ein. Dafür muss eine Reihe von Technologien zu einer Wasserstoffwertschöpfungskette kombiniert werden, angefangen bei der Entwicklung effizienter Elektrolyseure und Brennstoffzellen für mobile und stationäre Anwendungen, über praktikable Methoden für Speicherung und Transport, bis hin zur kostengünstigen Serienfertigung solcher Anlagen. Um ganzheitliche Lösungen für diesen Themenkomplex zu entwickeln, bauen das Fraunhofer IWES und IWU gemeinsam das Hydrogen Lab Görlitz (HLG), das vom Freistaat Sachsen und dem BMWK gefördert wird. In enger Kooperation mit Siemens Energy soll der Transformationsprozess des dortigen Fertigungsstandorts zu einem Innovationsepizentrum inmitten der Braunkohleregion werden und als Blaupause für den erfolgreichen Strukturwandel in ganz Deutschland dienen.
Mit dem HLG wird eine Forschungs- und Entwicklungsplattform für die im Industrie- und Mobilitätssektor entscheidende Power-to-H2-to-Power-Wertschöpfungskette bereitgestellt. Dazu wird eine mehrsträngige Kette aus Elektrolyseuren, Leitungssystemen, H2-Speichern und Brennstoffzellen mit eine Gesamtleistung von 12,3 MW installiert. Darin können einzelne Glieder durch Versuchsanlagen und Prototypen ersetzt werden, um deren Realbetrieb im Gesamtkontext der Wertschöpfungskette zu bewerten - ohne für einzelne Entwicklungsvorhaben die gesamte Kette neu aufbauen zu müssen.
Schwerpunkt der Forschungsaktivitäten ist neben der Entwicklung von großserientauglichen Fertigungstechnologien für Elektrolyseure und Brennstoffzellen die Digitalisierung der Wasserstofftechnologie. Die Modellierung einzelner Komponenten und deren digitale Integration in ein virtuelles Gesamtmodell entlang definierter Schnittstellen erlaubt eine verteilte Entwicklung optimierter Anlagen, die von modernen Datenbanksystemen unterstützt wird. Gleichzeitig sollen Sensoren zur Echtzeitüberwachung sowohl der Produktion, als auch des Betriebs von Elektrolyseuren und Brennstoffzellen entwickelt werden, um Qualität und Langlebigkeit zu gewährleisten und durch Abgleich mit Datenbanken Fehler frühzeitig zu erkennen und Gegenmaßnahmen einzuleiten.
Dienstleistungen auf einen Blick
- H2-Erzeugung: 12,3 MW Gebäudeanschlussleistung, Elektrolyseur zur Erzeugung von reinem H2 für unterschiedliche Testzwecke, flexible Elektrolysestack-Teststände bis 2 MW mit nachfolgender Verdichtung, Speicherung und Verstromung durch vorhandene
- H2-Anlagentechnik, flexibler Elektrolysestack-Teststand bis 46 kW mit Klimakammer und Rütteltisch
- H2-Aufbereitung, Anlagen und Equipment: Infrastruktur für die Analyse und Erprobung von unterschiedlichen H2-Komponenten
- H2-Speicherung: Zentraler Wasserstoffspeicher für die flexible Verteilung von reinem Wasserstoff, Testfelder zur Erprobung von H2-Speichern (Röhrenspeicher, etc.)
- H2-Verwertung: Leistungsstarke Brennstoffzelle zur kosteneffizienten Verstromung des durch die Testfelder erzeugten Wasserstoffes, perspektivisch geplante Teststände für Brennstoffzellenstacks unterschiedlicher Leistungsklassen und Anwendungsgebiete
- Simulation: Geplante Wissensdatenbank mit Modellen und Messdaten entlang der gesamten Wasserstoffwertschöpfungskette für passgenaue Auslegung und Integration von H2-Komponenten
Video von Sachsen Energie: Impuls Wasserstoff
Januar 2021
Ab 0:55 beginnt der Part über das Hydrogen Lab Görlitz (HLG). Maciej Satora vom Fraunhofer Plastics Technology Center Oberlausitz (Fraunhofer IWU) stellt dar, dass die gesamte Wertschöpfungskette von grünem Wasserstoff abgedeckt wird: von der Wasserelektrolyse, der H2-Aufbereitung über Verdichtung, Gasspeicherung und Verwertung. Diese Ausstattung verschafft dem HLG ein europeweites Alleinstellungsmerkmal. Außerdem werden die Potenziale für die Sektorkopplung aufgezeigt.