25.07.2024 H₂Giga

IntegrH2ate: Innovative Anlage koppelt Wasserstoff-Erzeugung mit Wärmenutzung

Das H2Giga-Projekt IntegrH2ate kann durchstarten: Die Baugenehmigung für die Versuchsanlage auf dem Gelände der Stadtwerke Zittau ist erteilt. Die Anlage dient dazu, Grünen Wasserstoff zu erzeugen und gleichzeitig die Nebenprodukte Sauerstoff und Wärme zu nutzen. Das Vorhaben aus dem Wasserstoff-Leitprojekt H2Giga untersucht unter anderem, wie die Kopplung von PEM-Elektrolyse, Wärmepumpe und Wärmenetz am besten gelingen kann.

Das Grafik zeigt die geplante Anlage des H2Giga-Projekts IntegrH2ate.
© Fraunhofer IEG/Tobias Sauerstein

„Mit unseren Versuchsanlagen schaffen wir eine Infrastruktur, um industrienahe Prozesse zu testen und zu qualifizieren“, sagt Clemens Schneider, Leiter des H2Giga-Projekts IntegrH2ate am Fraunhofer IEG. „Wir wollen im Technikums-Maßstab erproben, wie sich die Nebenprodukte Wärme und Sauerstoff aus der Elektrolyse bei dynamischer Betriebsweise optimal aufbereiten lassen.“ Das Projekt bringt die Abwärme aus der Elektrolyse durch eine Wärmepumpe auf ein höheres Temperaturniveau und macht sie somit als Fernwärme nutzbar. Den entstehenden Sauerstoff untersuchen die Projektbeteiligten in Hinblick auf seine Nutzungspotenziale.

Die nun genehmigte Versuchsanlage dient primär der Betriebsoptimierung des innovativen Anlagenkonzepts. Dazu testet das Projektteam, wie es Elektrolyseure und Wärmepumpen bei strom-, wärme- oder wasserstoffgeführter Betriebsweise am effizientesten koppeln kann. Denn in Abhängigkeit davon, ob der Fokus auf der Nutzung von Grünem Überschussstrom, der Einsparung fossiler Energieträger oder der optimalen Wasserstoffherstellung liegt, ergeben sich unterschiedliche Anforderungen an die Betriebsweise und die Betriebsparameter. Die Anlage in Zittau ermöglicht es, die in den vergangenen Jahren entwickelten Konzepte in der Praxis zu testen und weiterzuentwickeln.

„Wärme verbessert die Wirtschaftlichkeit der Elektrolyse“

„Das ist eine gute Nachricht für das Projekt IntegrH2ate und das Leitprojekt H2Giga“, ergänzt Thomas Emmert, Koordinator von IntegrH2ate. „Damit werden wir nachweisen, dass die Auskopplung und die effektive Nutzung des Elektrolyseprodukts Wärme die Wirtschaftlichkeit der Elektrolyse verbessert. Mittelfristig wird dies die Umsetzung von Elektrolyseprojekten mit Sektorenkopplung vorantreiben und den Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft unterstützen.“

Die „Laboranlage Sektorengekoppelte Verwertung der PEM-Elektrolyseprodukte“ (LA-SeVe) wird mit 2,7 Millionen Euro auf dem Gelände der Stadtwerke Zittau entstehen und umfasst einen Elektrolyseur in einem Containerraum sowie eine Wärmepumpe in einer bestehenden Halle. Die Anlage prüft praktische Konzepte für die effiziente Kopplung von Elektrolyseuren und Wärmepumpen. Die aufgewertete Abwärme des Elektrolyseurs wird in das städtische Fernwärmenetz eingespeist. 

Am Standort Zittau forscht Fraunhofer IEG an Technologien zur effizienten Wandlung von Strom und Wärme, um regenerative Wärmequellen in zukunftsfähigen Wärmenetzen zu nutzen. Das Projekt IntegrH2ate, Teil des Wasserstoff-Leitprojekts H2Giga, fokussiert sich auf die effiziente Nutzung der Nebenprodukte Wärme und Sauerstoff aus der PEM-Elektrolyse.