Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWSUnterstützung der Markteinführung von grünem Wasserstoff für eine CO2 -neutrale Industrie
Mit dem Aufbau und Betrieb der drei Hydrogen Labs bei Fraunhofer entsteht erstmalig eine digital vernetzte Infrastruktur mit Test- und Qualifizierungskapazitäten der dazu notwendigen Elektrolyse- und Brennstoffzellensysteme von über 27 Megawatt. Dabei handelt es sich um Testfelder zur Überprüfung von Effizienz und Dauerhaftigkeit des Betriebs von Elektrolyseuren in Verbindung mit erneuerbaren Energien. Das unterstützt den benötigten Markthochlauf von H2-Technologien, den wir durch Bündelung unserer Wasserstoffaktivitäten im Norden und Osten Deutschlands beschleunigen. Die Hydrogen Labs in Leuna, Görlitz und Bremerhaven sind digital miteinander verknüpft und decken den gesamten Prozess von der CO2-neutralen Stromerzeugung durch Offshore- und Onshore-Energiegewinnung über die Optimierung der Elektrolyse und die Produktion der dabei eingesetzten Anlagen bis hin zur Nutzung z.B. in der chemischen Industrie, Speicherung und dem Transport von Grünem Wasserstoff ab.
Das Fraunhofer IMWS bringt hierbei seine langjährigen Erfahrungen und Kompetenzen im Bereich der Charakterisierung und Entwicklung von Werkstoffen ein. Die aktuellen Arbeiten zielen vor allem darauf ab, sichere Materialien, Komponenten und Systeme für die Wasserstoffwirtschaft zur Verfügung zu stellen. Da die Erzeugung und Speicherung von hochreinem Wasserstoff erhebliche Anforderungen an die Werkstoffe stellt, ist exzellentes Know-how in der Materialcharakterisierung und Diagnostik eine wichtige Voraussetzung. Vor allem mit Hilfe von mikrostrukturellen Verfahren analysieren und charakterisieren wir daher Materialien und Komponenten. Das umfasst den gesamten Prozess von der Erzeugung (Materialauswahl, Materialentwicklung, Leistungselektronik) über Speicherung (Hochdrucktanks) und Transport (Leitungen) bis hin zur Nutzung (Sensorbauteile, Aufklärung von Alterungseffekten) sowie der Integration ins Energiesystem (techno-ökonomische Bewertungen, Machbarkeitsanalysen, Simulation, Systemdesign).
Wasserstoff-Labor Bremerhaven:
H2 Produktion (2 MW) und elektrolysebetrieb mit Windenergie
Wasserstoff-Labor Görlitz:
Einsatz von H2 in mobilen und stationären Brennstofzellen (Fokus auf industrielle Prozesse; bis zu 12 MW)
Wasserstoff-Labor Leuna:
Erprobung der großtechnischen Elektrolyse für grünen Wasserstoff (Fokus auf chemische Industrie; 5 MW)
