Fraunhofer IWES | Eine Tonne „grüner“ Wasserstoff pro Tag

Im Rahmen eines Modellprojekts wird das Fraunhofer IWES in Bremerhaven auf dem Gelände des ehemaligen Flugplatzes Luneort ein Elektrolyse-Testfeld aufbauen. Damit soll mit Hilfe von Windkraft „grüner“ Wasserstoff produziert werden, der perspektivisch vor allem in der Industrie und auf dem Mobilitätssektor verwendet werden kann.

Nach Beschluss durch den Bremer Senat geht das Projekt „Wasserstoff – grünes Gas für Bremerhaven“ nun offiziell an den Start. Das Vorhaben wird mit 20 Mio. € vom Land Bremen und der Europäischen Union (EFRE) gefördert. In zwei Jahren Projektlaufzeit soll der Grundstein Bremerhavens als „Kompetenz-Standort für Wasserstoff“ gelegt werden.

„Mit diesem Projekt im südlichen Fischereihafen werden wir auch die Entwicklung des nachhaltigen Gewerbegebiets LuneDelta und die Etablierung der green economy in Bremerhaven vorantreiben,“ sagt Wissenschafts- und Häfensenatorin Claudia Schilling.

Erneuerbare Energien und Technologien zur Gewinnung regenerativer Energien sind sowohl unter ökologischen als auch unter ökonomischen Gesichtspunkten zunehmend ein zentrales gesellschaftspolitisches Thema. Vor diesem Hintergrund des sich wandelnden Energiesystems soll die Produktion von Wasserstoff als Speichermöglichkeit von Windenergie im Norden eine zunehmend gewichtige Rolle spielen.

Für eine Wasserstoffproduktion in der Seestadt in naher Zukunft soll dazu die Windenergieanlage „AD8“ im südlichen Fischereihafen den regenerativen Strom liefern, um die Aufspaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff (Elektrolyse) durchzuführen. Auf diese Weise kann der Wasserstoff dann CO₂-neutral produziert werden und damit „grün“.

„Wasserstoff könnte sich zu dem Energieträger der Zukunft entwickeln,“ meint auch Prof. Dr. Carsten Fichter von der Hochschule Bremerhaven als einer der Forschungspartner. Der Projektleiter spricht von insgesamt vier ermittelten Best-Practice-Fällen, bei denen eine CO₂ neutrale Versorgung mittels Wasserstoff bei Unternehmen aus Bremerhaven erreicht werden soll. „Wir wollen beispielsweise durch die Kopplung von Windstrom und Wasserstoff alternative Kraftstoffe für die maritime Wirtschaft und Schifffahrt nutzbar machen.“ Dabei geht es zunächst um die Herstellung von Synthetic Natural Gas (SNG) und Flüssigerdgas LNG im Labormaßstab.

Zu den weiteren Anwendungen zählen nach Aussage von Fichter das Thema Mobilität und Logistik (Benchmarking und Monitoring zur Umrüstung von LkWs für Wasserstoff), die Entwicklung eines Wasserstoff-Ofens als Prototyp für die Lebensmittelproduktion durch das ttz Bremerhaven als weiterer Forschungsteilnehmer sowie „autarke Einheiten (Microgrids)“. Diese autarken Einheiten, die sich auf regional begrenzte Gebiete beziehen, können sich vollständig aus erneuerbaren Energien versorgen.

Mit dem jetzt erfolgten Projektbeginn starten auch die Aktivitäten bei Fraunhofer. „Das Fraunhofer IWES wird den Betrieb einer Offshore-Messboje testen. Der Energiebedarf für die kontinuierliche Datenaufzeichnung auf hoher See könnte dabei durch eine Brennstoffzelle bereitgestellt werden. In den einzelnen Anwendungsfällen werden bis Ende 2021 unterschiedliche Anlagen im Labormaßstab entwickelt, um darauf aufbauend Pilotanlagen zu realisieren“, erklärt Nora Denecke, Abteilungs- und Projektleiterin am Fraunhofer IWES.

Allein 16 Mio. Euro der nationalen Fördermittel sowie EFRE-Mittel fließen zeitnah in den Aufbau von 2 MW-Elektrolyseleistung und die Vorbereitung von weiteren Testpads für insgesamt bis zu 10 MW-Elektrolyseurleistung. Durch die Nähe zum benachbarten Gondelprüfstand (DyNaLab) des IWES können laut Denecke Synergien geschöpft werden. Durch Anschluss an einen der weltweit leistungsstärksten dynamischen Stromnetz-Emulatoren könne die Auswirkung von Netzschwankungen auf die Elektrolyseure untersucht und ihre elektrischen Eigenschaften bestimmt werden.

Das Elektrolyse-Testfeld soll auch nach Projektende grünen Wasserstoff für Abnehmer in der Region bereitstellen – im Volllastbetrieb fast 1 t pro Tag. Das farb- und geruchslose Gas wird dazu in Drucktanks gespeichert, mit der Möglichkeit, dann in das Gasnetz eingeleitet zu werden. Die Anwendungsmöglichkeiten im Alltag reichen von der Verwendung zur Erzeugung synthetischer Kraftstoffe für Fahrzeuge, zum Methanersatz für die Gasheizung von Gebäuden und bis zum Ersatz fossiler Rohstoffe in der Industrie.