Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
Wächst der Anteil erneuerbarer Energien, bedeutet dies auch mehr Wetterabhängigkeit für die Stromversorgung: Mal weht der Wind kräftig, mal scheint die Sonne, mal nicht. Doch die Stromnetze in Deutschland sollen Industrie und Haushalte stets stabil und bedarfsgerecht mit Elektrizität versorgen. Die Lösung des Konsortiums »Hydrogen Power Storage & Solutions East Germany«, kurz HYPOS: Überschüssige Energie aus Photovoltaik und Windparks wird zur Elektrolyse genutzt und so gespeichert – aus Wasser wird »grüner« Wasserstoff hergestellt.
Dieser wird dann bedarfsgerecht als Alternative zu Erdgas, an Tankstellen und für Brennstoffzellen bereitgestellt. Mit 45 Millionen Euro fördert das Bundesforschungsministerium HYPOS bis 2020.
Das Projekt wird von Prof. Ralf B. Wehrspohn, dem Institutsleiter des Fraunhofer IMWS, koordiniert. Das Fraunhofer IMWS unterstützt die Großanlagenindustrie in werkstoffwissenschaftlichen Fragen. Diese wirft HYPOS zuhauf auf: Da Wasserstoff in Salzkavernen gespeichert und in Pipelines verteilt werden soll, die auch für den Transport anderer Gase genutzt werden, müssen die Tank- und Rohrmaterialien für die neue Beanspruchung durch korrosive Gasgemische und die Versprödung durch Wasserstoff qualifiziert werden. So können beispielsweise Vorschädigungen, die in Pipelines bei Erdgasbetrieb bedeutungslos sind, durch die Beimischung von Wasserstoff kritisch werden.
An Prüfständen soll die kombinierte mechanisch-korrosive Beanspruchung untersucht werden. Extrem hohe Drücke bis 1300 bar werden dabei realisiert: Solche Drücke sollen die Speicherkapazität von Wasserstoff-Drucktanks, die bislang bis 700 bar betrieben werden, erhöhen.
Gemeinsam mit seinen Partnern wird das Fraunhofer IMWS aber auch die Zuverlässigkeit der für die Stromumwandlung einzusetzenden elektrochemischen Energiewandler sowie der Leistungselektronik charakterisieren und optimieren, so Prof. Matthias Petzold vom Fraunhofer IMWS. Darüber hinaus plant das IMWS, zur Weiterentwicklung und Qualifizierung der benötigten Wasserstoffsensorik beizutragen.
Das Fraunhofer-Zentrum für Silizium-Photovoltaik CSP arbeitet parallel an der Konzeption, Modul- und Komponentenentwicklung von zwei kombinierten Wind-Solar-Parks in Leuna und Böhlen mit, die für die energetische Grundlast der Elektrolyse sorgen sollen, erläutert CSP-Leiter Prof. Jörg Bagdahn.