Elektrolyseversuchs- und Skalierungsplattform Hy2Chem

Rund 100.000 Normkubikmeter Wasserstoff benötigt die Mitteldeutsche Chemieregion pro Stunde. Hauptsächlich der Industriestandort Leuna nutzt ihn für seine chemischen Prozesse. Bislang wird der benötigte Wasserstoff konventionell aus Erdgas gewonnen. Damit ist die Chemieregion nicht nur einer der größten Nutzer von Wasserstoff, sondern auch einer der größten Emittenten von CO2. Dies soll sich jetzt ändern. Denn Wasserstoff lässt sich – mit Strom aus regenerativer Energie – auch umweltfreundlich und klimaneutral aus Wasser herstellen. Mit der Fraunhofer Elektrolysetest- und -versuchsplattform (ELP) führen Wissenschaftler künftig aktuelle Technologien zur Erzeugung von regenerativem Wasserstoff im Großmaßstab mit einer guten Infrastruktur an Gaspipelines und Gasspeichern am Chemiestandort Leuna zusammen.

„Der Standort Leuna hat durch Knowhow und Infrastruktur beste Voraussetzungen, um zum Nukleus einer deutschen Wasserstoff-Wirtschaft zu werden. Dafür muss es gelingen, die Erzeugung von Wasserstoff mithilfe erneuerbarer Energien jetzt auch im industriellen Maßstab zum Erfolg zu führen,“ sagte Willingmann, Minister für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitalisierung von Sachsen-Anhalt. „Der vom Land geförderte Aufbau der beiden Pilotanlagen, an denen auch die Wirtschaft maßgeblich beteiligt ist, schafft hierfür die Basis. Damit wird auch der Weg in eine CO2-arme beziehungsweise CO2-freie Chemieindustrie bereitet.“

Modellregion für nachhaltige Industriegesellschaft

Professor Ralf B. Wehrspohn, Technologievorstand der Fraunhofer-Gesellschaft und stellvertretender Vorstandsvorsitzender von Hypos, sagte: „Mitteldeutschland hat als Rohstoff-, Chemie- und Energiestandort eine sehr gute Ausgangslage, um eine Modellregion für eine nachhaltige Industriegesellschaft zu werden. Mit der gebündelten Kompetenz von zwei Fraunhofer-Einrichtungen wollen wir auf dem Weg dorthin unterstützen und die Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit insbesondere von kleinen und mittelständischen Unternehmen stärken.“

Mit der ELP soll der Standort für die industrielle Umsetzung von Verfahren zur Herstellung von nachhaltig erzeugtem Wasserstoff vorbereitet werden. Ein zentraler Fokus dabei liegt auf der Weiterentwicklung von Elektrolyseuren und Syntheseverfahren, die auf fluktuierenden Betrieb angepasst werden. Dabei kommt es den Forschern vor allem auf die Abbildung realer Betriebsbedingungen an, die anwendungsnahe Daten zur Auslegung und zur Kostenschätzung der Systeme liefern.

Skalierungsplattform Hy2Chem

An die Herstellung von Wasserstoff aus regenerativen Energien oder Synthesegas über Co-Elektrolyse von Wasser und Kohlenstoffdioxid in der ELP knüpft direkt die Errichtung der Skalierungsplattform Hy2Chem an. Diese ermöglicht die Nutzung der regenerativ erzeugten Gase zur Synthese von Basischemikalien und Kraftstoffen in nachhaltigen Syntheseprozessen im großen Maßstab.

Vollständig in Stoffstromnetz integriert

„Mit der Elektrolyseplattform schaffen wir den deutschlandweit ersten Elektrolyseteststand, der vollständig in ein Stoffstromnetz der Chemieindustrie integriert ist. Wir können darin beispielsweise Elektrolyseure systemisch testen und wertvolle Erfahrungen zur Wasserstoff-Einspeisung ins Pipelinesystem unseres Kooperationspartners Linde sammeln – und das bis zunächst 5 Megawatt“, sagt Dr.-Ing. Sylvia Schattauer, die als stellvertretende Institutsleiterin die Wasserstoff- und Kohlenstoffaktivitäten am Fraunhofer IMWS verantwortet.

„Mit neuen Lösungen zur Nutzung von grünem Wasserstoff als chemischem Energiespeicher oder in nachfolgenden chemischen Prozessen wollen wir die Wertschöpfung steigern und chemische Synthesen nachhaltiger gestalten. Und mit der Skalierung elektrochemischer Prozesse deren industrielle Umsetzung vorbereiten,“ sagt Gerd Unkelbach, Leiter des Standorts Leuna und Koordinator des Geschäftsfeld Nachhaltige Chemie am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB.

Der Spatenstich für die ELP soll Mitte 2020 erfolgen. Im Jahr darauf soll die Anlage in Betrieb gehen. Insgesamt werden über 10 Mio. Euro in die Elektrolysetest- und -versuchs- sowie die Hy2Chem-Plattform investiert. (jhn)