Verfahren für grünen Wasserstoff

Baden-Württemberg fördert Elektrolyse-Technologie

28.04.2020 Viele große Volkswirtschaften forcieren derzeit die Industrialisierung der Wasserstoff-Technologie. Auch Baden-Württemberg möchte in die Produktion von Elektrolyseuren und der dafür erforderlichen Komponenten einsteigen – und fördert jetzt ein neues Verbundprojekt für mittelständische Unternehmen.

Das Projekt „Elektrolyse made in Baden-Württemberg“ unter Federführung des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) ist mit mehreren Partnern  gestartet. Es soll die Potenziale der Wirtschaft im Südwesten für diesen neuen Technologiezweig nutzbar machen. Gefördert wird das Verbundprojekt vom Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg mit rund 5 Mio. Euro. Die Wasser-Elektrolyse zeichne sich immer deutlicher als eine Schlüsseltechnologie der Energiewende ab. „Insbesondere Teilen der Industrie – Stahlherstellung, Chemie, Raffinerien – eröffnet erst grüner Wasserstoff den Weg zur Klimaneutralität“, erklärt Dr. Marc-Simon Löffler, Leiter des Fachgebiets Regenerative Energieträger und Verfahren am ZSW.

Vorreitern winken später große Marktanteile

Viele Länder, vor allem Japan, China und die USA, drängen in diesen Zukunftsmarkt. Die Nachfrage nach Elektrolyseuren wird zeitnah stark steigen, schätzen Experten. Für Baden-Württemberg biete die Herstellung ein besonders erfolgversprechendes Betätigungsfeld, meint das ZSW: Das Land verfüge über einen starken und exportorientierten Maschinen- und Anlagenbau ebenso wie über eine leistungsfähige Komponenten-Zulieferindustrie. Wer sich von diesen Unternehmen in dem Kernelement der Power-to-X-Technologie schnell engagiert, könne sich als einer der Ersten erfolgreich im internationalen Wettbewerb behaupten. Denn der mit einer Vorreiterrolle verbundene technologische Vorsprung kann dazu beitragen, langfristig Marktanteile zu sichern.

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Vor allem Mittelständler sollen sich beteiligen

Teststand für alkalische Druckelektrolyse-Blöcke mit einer elektrischen Leistung bis 100 KW. (Bild: ZSW)

Teststand für alkalische Druckelektrolyse-Blöcke mit einer elektrischen Leistung bis 100 KW. (Bild: ZSW)

Das neue Forschungsprojekt in Baden-Württemberg soll die Industrialisierung der Elektrolyse-Technologie vorantreiben. „Unternehmen im Land soll die Möglichkeit eröffnet werden, sich mit Unterstützung der Wissenschaft im Wasserstoffsektor eine starke Marktposition zu erarbeiten“, erläutert Löffler. Vor allem mittelständische Firmen sollen sich an dem Projekt beteiligen. Herzstück ist die Entwicklung eines Elektrolyseurs „made in Baden-Württemberg“: Der alkalische Druck-Elektrolyseur mit einer elektrischen Leistung von rund 1 MW soll modular konzipiert werden, so dass die Technologie künftig aufbauend auf dieser kleinsten Einheit auf einfache Weise in größere, zweistellige MegawattLeistungsklassen skaliert werden kann. Ein CE-zertifizierter Demonstrator wird am ZSW in Stuttgart geplant, errichtet und dort unter realen Betriebsbedingungen eingesetzt.

Hersteller können Komponenten in Demonstrator einbringen

Unternehmen aus Baden-Württemberg sollen serientaugliche verfahrens- und elektrotechnische Komponenten (z.B. Verrohrung, Pumpen, Ventiltechnik, Leistungselektronik) und Fertigungstechnologien in den Demonstrator einbringen und dabei mitwirken, eine verbesserte, standardisierte Systemtechnik mit hohen Wertschöpfungsanteilen aus Baden-Württemberg zu entwickeln. Eine optimierte Anlagenautomation soll einen störungsfreien und möglichst wartungsarmen Betrieb gewährleisten. Diese Neuentwicklungen können die beteiligten Unternehmen in ihre jeweiligen Produkte integrieren oder überführen. Damit unterstützt das Projekt den unmittelbaren Technologietransfer in die Wirtschaft.

Neue Materialien und Mehtoden erforschen

Partner des ZSW im Projekt sind die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF), das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die Hahn-Schickard Gesellschaft für angewandte Forschung (HS, Stuttgart).  Die beteiligten Forschungseinrichtungen arbeiten parallel gemeinsam mit interessierten Firmen an innovativen Materialien und Methoden insbesondere für die Kernkomponente Elektrolyse-Block, um die Technologie künftig noch effizienter, robuster und kostengünstiger zu machen. Hierzu zählt neben der Optimierung eines bereits bestehenden, patentierten Elektrolyse-Blockdesigns des ZSW die Entwicklung effizienter und robuster Ionenaustausch-Membranen, die Entwicklung von Sensorik, die in den Elektrolysezellblock integriert werden und so die relevanten Betriebsinformationen direkt am Ort der Gasentstehung.

 Handlungsempfehlungen für Industrie und Politik

In einem begleitenden Industriedialog, unter anderem in Zusammenarbeit mit der IG Metall Baden-Württemberg, sollen Unternehmen im Land aktiviert und für die Elektrolyse-Technologie qualifiziert werden. Hierzu werden Informationsveranstaltungen und Themenworkshops durchgeführt, bei denen auch die Planung, der Bau und der Betrieb der Elektrolyse „made in Baden-Württemberg“ unmittelbar am Technologie-Demonstrator begutachtet werden können. Um zukünftigen politischen Entscheidungen zur Industrialisierung der Elektrolyse-Technologie im Südwesten ein solides wissenschaftliches Fundament zu geben, quantifizieren die Forscherinnen und Forscher außerdem die erschließbaren Umsatz-, Wertschöpfungs- und Beschäftigungspotenziale im Land. Hieraus entwickeln sie auch Handlungsempfehlungen für die Politik und Industrie zur aktiven Gestaltung des Transformationsprozesses. (jg)

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