Wasserstoff meets Wärme in Zittau: Die Anlage mit dem Namen  „LA-SeVe″ ist Teil des 2022 gestarteten Projektes „IntegrH2ate″. Hier untersuchen Linde und das Fraunhofer IEG, inwiefern sich PEM-Elektrolyseure mit Wärmepumpen und dem Wärmenetz verbinden lassen. Die Idee: Die Abwärme aus der Elektrolyse soll durch eine Wärmepumpe aufwerten, um sie als Fernwärme ins städtische Versorgungsnetz einzuspeisen. Auch die Nutzung des anfallenden Sauerstoffs erforschen die IntegrH2ate-Partner.

Mit der nun genehmigten Anlage in Zittau prüft das Projektteam laut Mitteilung des Fraunhofer Instituts in der Praxis seine in den letzten Jahren entwickelten Konzepte. Ziel ist die Optimierung des Anlagenkonzeptes zur effizienten Kopplung von Elektrolyseuren und Wärmepumpen bei strom-, wärme- oder wasserstoffgeführter Betriebsweise. Je nachdem, ob der Fokus auf die Nutzung von grünem Überschussstrom, der Einsparung fossiler Energieträger oder der optimalen Wasserstoffproduktion liegt, ändern sich nämlich Betriebsweise und -parameter.

„Das ist eine gute Nachricht für das Projekt IntegrH2ate und das Leitprojekt H2Giga“, so Thomas Emmert von Linde AG, Gesamtprojekt-Koordinator IntegrH2ate. „Damit werden wir nachweisen, dass die Auskopplung und die effektive Nutzung des Elektrolyseproduktes Wärme die Wirtschaftlichkeit der Elektrolyse verbessert.” Mittelfristig könne dies die Umsetzung von Elektrolyseprojekten vorantreiben und damit den Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft unterstützen.

Details zur Versuchsanlage

Die „Laboranlage Sektorengekoppelte Verwertung der PEM-Elektrolyseprodukte“ (LA-SeVe) entsteht mit einer Investition von 2,7 Millionen Euro auf dem Gelände der Stadtwerke Zittau. Der Elektrolyseur findet in einem Containerraum von rund 12 Meter Länge und 2,5 Meter Breite Platz. Den Strom liefert eine neue Trafostation.

Die Wärmepumpe mit einer Leistung von maximal 105 kW (thermisch) erhält dabei mit Pufferspeicher, Pumpen und Regelungstechnik eine 5 mal 5 Meter große Standfläche in einer bestehenden Halle. Über einen Wasserkreislauf wollen die Forschenden sie an den Elektrolyseur anbinden. Die Abwärme des Elektrolyseurs fließt dann über die Wärmepumpe in das städtische Fernwärmenetz.

Tests für die Nutzung in Industrieprozessen

„Mit unseren Versuchsanlagen schaffen wir eine Test-Infrastruktur, um industrienahe Prozesse zu testen und zu qualifizieren″, sagt Clemens Schneider, Projektleiter 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. Zudem stellt die Versuchsanlage eine Plattform dar, um zukünftig industrienahe Prozesse für Hersteller und Betreiber zu testen und zu qualifizieren, etwa die Methanisierung von Kohlendioxid, geschlossene Kohlestoffkreisläufe, Tests von Verdichtern für Sauerstoff und Wasserstoff sowie Wasserstoff-Brenner und weitere Komponenten zur Nutzung der Haupt- und Nebenprodukte aus der PEM-Elektrolyse.″

An seinem Standort in Zittau forscht das Fraunhofer IEG „anwendungsnah und mit Blick auf die regionale Industrie und kommunale Wärmeversorgung”. Im Fokus stehen Technologien zur Wandlung verschiedener Energieformen wie Strom und Wärme. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt IntegrH2ate mit rund 19 Millionen Euro. Davon gehen rund 4,2 Millionen Euro an das IEG.

(Quelle: Fraunhofer IEG/2024)