Fraunhofer Hydrogen LabsGrüner Wasserstoff in der Chemischen Industrie
Im Mitteldeutschen Chemiedreieck hat die Fraunhofer-Gesellschaft mit der Inbetriebnahme des vom Land Sachsen-Anhalt und der EU geförderten Hydrogen Lab Leuna (HLL) den Startschuss für eine neue Generation der Testinfrastruktur gegeben. Eingebettet in den Stoffverbund des Chemieparks Leuna bietet das HLL vier Teststände plus Technikum für Elektrolyseure bis 5 MW, die mit deionisiertem Wasser, Dampf, Druckluft, Stickstoff, Wasserstoff und CO2 versorgt sind. Der produzierte Grüne Wasserstoff wird vor Ort analysiert, aufbereitet und direkt in die 157 km lange H2-Pipeline eingespeist, von wo aus er zu den Industriestandorten der Region verteilt wird und dort in chemischen Prozessen verwendet werden kann. Das Fraunhofer IWES ist Besitzer und Betreiber der Anlage.
Erprobung von Elektrolyseuren im Industriemaßstab
Im HLL können Elektrolyseure im Industriemaßstab jeglichen Typs – ob PEM, AEL, AEM oder SOEC – im Dauerbetrieb 24/7 erprobt werden, wobei dynamische Lastprofile beim Betrieb mit Elektrizität aus Photovoltaik- und Windenergieanlagen simuliert werden können, um Performance, Wirtschaftlichkeit und Langzeitverhalten im Realbetrieb sowie in beschleunigten Alterungstests zu untersuchen. Diese Daten sollen die Grundlage für eine künftige Zertifizierung liefern, die Betreibern Gewissheit über die Zuverlässigkeit und Effizienz solcher Anlagen verschafft.
Die Kompetenzen des Fraunhofer IWES in der elektrochemischen Analytik erlauben es dabei, Degradationserscheinungen an kritischen Komponenten wie z.B. Membranen und Bipolarplatten auf Materialeigenschaften zurückzuführen und mit diesen Erkenntnissen Werkstoffe und Komponenten stetig weiterzuentwickeln. Dazu werden zusätzliche Teststände für Elektrolyseur-Stacks bis 50 kW die Untersuchung von neuen Komponenten sowie den Betrieb unter besonders herausfordernden Bedingungen (mechanische und thermische Belastung) in einem bis Mitte 2022 fertiggestellten Technikum ermöglichen.
Basischemikalien aus grünem Wasserstoff
Der im HLL grün erzeugte Wasserstoff kann in Partnerschaft mit dem Fraunhofer CBP vor Ort für die nachhaltige Synthese von chemischen Grund- und Kraftstoffen genutzt werden. Dank der Integration des HLL in den Chemiestandort Leuna und dessen Stoffverbund können damit innovative Prozesse für die Sektorenkopplung im Pilotmaßstab direkt am Chemieindustriestandort demonstriert und unter realistischen Bedingungen erprobt werden.
Hierbei bietet sich vor allem für kleinere und mittlere Unternehmen eine exzellente, zeit- und kostensparende Möglichkeit, neue Technologien mit dem Ziel einer schnelleren Produktentwicklung und Markteinführung zu skalieren und unter der wissenschaftlichen Begleitung von Fraunhofer weiterzuentwickeln. So entwickelt Fraunhofer im HLL derzeit gemeinsam mit Sunfire und unter der Koordination von TotalEnergies im Projekt e-CO2Met einen Pilotprozess zur Herstellung von Methanol aus CO2 und Grünem Wasserstoff.
Investitionsvolumen Hydrogen Lab: über 10 Mio. EUR